Silício, cuidado – pesquisadores descobriram o futuro dos semicondutores

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), da Universidade de Houston e de outras instalações acabam de publicar um artigo interessante que especula sobre o futuro do silício – ou melhor, uma possível falta dele.

De acordo com o relatório, o uso de arseneto de boro cúbico (c-BAs) em vez de silício na fabricação de semicondutores pode trazer uma série de benefícios, incluindo melhores térmicas, condutividade e um aumento de desempenho digno do futuro da computação. O silício vai se tornar obsoleto?

À medida que o hardware fica cada vez mais poderoso a cada ano que passa, manter as térmicas afastadas se torna um problema crescente para os fabricantes em todo o mundo. Com alguns lançamentos de última geração, como a suposta placa de vídeo Nvidia GeForce RTX 4090 , que exige uma fonte de alimentação de até 1.200 watts, o calor gerado por esses tipos de hardware é realmente intenso – e isso só vai piorar a cada geração de produtos.

Como resultado do potencial crescente que é sufocado pela tecnologia atual, os cientistas estão tentando pensar em maneiras de melhorar a computação como um todo, e uma das principais maneiras de fazer isso seria substituir o silício como o principal material usado na fabricação de semicondutores. O silício é amplamente usado atualmente e pode ser encontrado em todos os tipos de chips, mas não é a solução perfeita; pelo contrário, tem muitas falhas.

O MITexplica que os elétrons passam facilmente pela estrutura do silício, mas não é tão eficiente para “buracos” – um termo que se refere às contrapartes carregadas positivamente dos elétrons. O silício realmente faz um bom trabalho em elétrons carregados negativamente. Também é uma solução muito ruim quando se trata de condutividade de calor, tanto que altas temperaturas nos melhores CPUs são uma norma aceita e algo a ser tratado através de várias soluções de resfriamento.

Agora, a equipe de pesquisa envolvida neste projeto partiu para encontrar uma opção melhor do que o silício e descobriram que o arseneto de boro cúbico aborda os dois problemas do silício. É igualmente bom para elétrons e “buracos”, abrindo a porta para um nível totalmente novo de computação.

“Isso é importante porque é claro que em semicondutores temos cargas positivas e negativas de forma equivalente. Então, se você construir um dispositivo, você quer ter um material onde elétrons e buracos viajem com menos resistência”, disse Gang Chen, o principal professor de engenharia mecânica do MIT. O relatório também destaca que o arseneto de boro cúbico oferece até 10 vezes melhor condutividade térmica do que seus equivalentes de silício. Ele até supera o cobre, e por uma grande margem também.

Se o arseneto de boro cúbico resolve os dois maiores problemas do silício, parece o material semicondutor perfeito. No artigo, os cientistas se referem a ele como um “gamechanger”. Faz sentido que o silício seja, portanto, deixado para trás à medida que o futuro da computação avança para materiais melhores. Mas não é tão simples assim.

Até agora, o arseneto de boro cúbico foi feito apenas em pequenos lotes criados para fins de teste. O silício é abundante e fácil de encontrar, mas o arsenieto de boro nem tanto. Os pesquisadores deixam claro que ainda é incerto se o arseneto de boro cúbico pode ser aproveitado em uma capacidade grande o suficiente para substituir o silício. Talvez possa ser usado em pequenos lotes para semicondutores que realmente exigem energia extra. Parece que teremos que nos ater ao silício testado e comprovado – pelo menos até que uma solução melhor se apresente.