Cientistas da IBM descobrem nova maneira de encolher transistores

Por Redação | em 12.10.2015 às 13h10

Processador

Recentemente, cientistas da IBM anunciaram um novo caminho que pode reduzir o tamanho dos transistores em chips para computadores. Uma equipe da Thomas J. Watson Research Center afirmou na revista Science que encontrou uma nova maneira de fazer transistores em filas paralelas de nanotubos de carbono. O avanço é baseado em uma nova maneira de ligar os fios metálicos para os nanotubos que tornarão possível continuar a diminuir a largura dos fios, sem o aumento da resistência elétrica.

Um dos principais desafios para as fabricantes de chips é que a resistência e o aumento de calor dos fios, que pode limitar a velocidade dos chips que contêm transistores. O avanço seria possível provavelmente em algum momento no início da próxima década. É esperado que o ponto de contato entre dois materiais diminua para apenas 40 átomos de largura. Três anos depois, o número pode encolher para apenas 28 átomos, segundo previsão.

A capacidade de reduzir a resistência elétrica não só irá tornar possível estender o processo de encolhimento dos transistores. Também poderá ser a chave para, mais uma vez, aumentar a velocidade dos processadores de computadores, estáticos desde a última década.

O relatório anunciado representa um grande avanço na utilização de um material exótico para semicondutores que tem sido uma promessa por muito tempo, mas também se mostrado bastante difícil para que os cientistas pudessem trabalhar. O desafio para os cientistas é que os nanotubos de carbono em seu estado normal formem o que é chamado de "bola de pelo" - grande número de moléculas entrelaçadas.

No entanto, os pesquisadores descobriram uma forma de alinhá-los em linhas espaçadas regularmente e depositá-las com grande precisão. Assim, eles servem como papel crucial de um semicondutor, permitindo que a corrente elétrica possa ser ligada e desligada em um circuito de computador.

Até agora, os nanotubos de carbono têm sido apenas um de uma série de novos materiais que estão sendo analisados para substituir o silício, material utilizado por muitos anos pelas fabricantes de chips. "De todos os materiais possíveis, este está no topo da lista", disse Dario Gil, vice-presidente de ciência e tecnologia da IBM Research. Ao mesmo tempo, ele reconheceu que os desafios permanecem no aperfeiçoamento de transistores de nanotubos de carbono. No entanto, ele disse que a IBM está cada vez mais confiante de que esses desafios podem ser superados.

Os chips de computadores, tais como microprocessadores, são feitos de diversas matrizes de transistores interligadas. Os processadores de computador tornaram-se muito mais poderosos porque foi possível dobrar o número de transistores de silício gravados em chips. Atualmente, os microprocessadores modernos são compostos de bilhões de interruptores capazes de ligar e desligar em apenas bilionésimos de segundo.

Durante a última década, o ritmo e poder da tecnologia de semicondutores começaram a desacelerar. A velocidade de comutação de chips de computadores parou de aumentar, visto que o calor criado por processadores ultrarrápidos estava subindo para um ponto no qual os chips não suportariam.

Com o descobrimento dos nanotubos de carbono, uma nova geração de chips pode começar a ser produzida. "Transistores de nanotubos de carbono são excelentes candidatos para melhorar o desempenho e eficiência energética de sistemas de computação no futuro", disse Subhasish Mitra, engenheiro elétrico da Universidade de Stanford.

Os pesquisadores da IBM disseram que em simulações foi possível projetar versões de microprocessadores que foram otimizados tanto para alta performance como para baixo consumo de energia.  Isso foi possível por simplesmente trocarem transistores convencionais por nanotubos de carbono. Aumento da velocidade e economia de energia  foram os pontos altos da simulação, segundo Wilfried Haensch, físico da IBM e um dos membros do grupo de pesquisa.

Fonte: The New York Times

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