A complexa fabricação por trás dos chips: o que é um wafer de silício
Por Redação |
A base de praticamente todos os dispositivos eletrônicos modernos, de smartphones a equipamentos médicos, reside em uma fina fatia de material semicondutor conhecida como wafer de silício. Esse componente serve como o substrato onde são esculpidos os microcircuitos que formam os processadores e as unidades de processamento gráfico (GPUs).
De acordo com Adriano Ponte, do Canaltech, um único wafer pode conter cerca de 150 processadores fabricados simultaneamente lado a lado. O valor agregado desses discos é elevado, podendo atingir a média de US$ 20 mil por unidade funcional, dependendo da complexidade tecnológica e do índice de aproveitamento dos componentes.
Miniaturização e litografia de ultravioleta extremo
O processo produtivo atual exige precisão nanométrica e o uso de máquinas de litografia de ultravioleta extremo (EUV). Essa tecnologia utiliza luz concentrada e espelhos de alta precisão para "esculpir" as trilhas metálicas no silício.
"É um nível de precisão quase que atômico ou subatômico", explica Ponte, destacando que as lentes utilizadas no maquinário possuem precisão medida em picômetros.
Atualmente, o setor de semicondutores opera sob uma cadeia de suprimentos altamente centralizada. A empresa holandesa ASML é a única fabricante global das máquinas de litografia EUV necessárias para os chips mais avançados.
Essas máquinas são fornecidas para fundições como a TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company), que produz chips para empresas fabless — que projetam mas não fabricam seus componentes —, como Nvidia, Qualcomm e Apple.
Eficiência e perdas no processo industrial
A fabricação de wafers enfrenta desafios térmicos e físicos significativos. O processo de litografia envolve temperaturas extremas no ponto focal e um consumo energético massivo das plantas industriais. Além disso, a natureza circular do wafer e a geometria quadrada dos chips resultam em perdas inerentes de material nas bordas do disco.
A taxa de aproveitamento, conhecida como yield, varia conforme a maturidade da tecnologia. Em novas gerações de miniaturização, como a de 3 nanômetros, a perda de componentes defeituosos em um único wafer pode chegar a 40% durante as fases iniciais de produção.
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