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China desenvolve chip semicondutor 2D mais complexo do mundo com espessura de 1 nanômetro. Tecnologia pode impulsionar nova geração de eletrônicos ultracompactos
Pesquisadores na China desenvolveram o microprocessador semicondutor bidimensional (Chip 2D) mais complexo já criado, com menos de um nanômetro de espessura. A inovação marca um avanço importante no desenvolvimento de chips que vão além do silício.
Com os circuitos integrados tradicionais se aproximando de seus limites físicos, cientistas em várias partes do mundo estão apostando em materiais 2D, como dissulfeto de molibdênio (MoS2) e diseleneto de tungstênio.
Esses materiais têm espessura atômica e oferecem propriedades físicas únicas que prometem revolucionar a próxima geração de semicondutores.
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Novo chip Lingyu U
O novo chip 2D chinês se chama Lingyu U e foi desenvolvido pela empresa RiVAI Technologies. Ele é o primeiro chip de servidor RISC-V de alto desempenho totalmente criado pela China.
Esse microprocessador é voltado para aplicações que exigem computação de alto desempenho. Ele também pode ar grandes modelos de linguagem de código aberto, como o DeepSeek.
A pesquisa, publicada na revista científica Nature, mostra que os cientistas chineses criaram um microprocessador RISC-V capaz de executar instruções padrão de 32 bits.
Ele conta com 5.900 transistores feitos de MoS2 e uma biblioteca completa de células padrão baseada em tecnologia de semicondutores 2D.
Essa biblioteca tem 25 tipos diferentes de unidades lógicas. O time de cientistas também conseguiu otimizar tanto o processo de fabricação quanto o design dos circuitos lógicos 2D, buscando se alinhar aos avanços atuais dos circuitos de silício.
Processo de fabricação e inovação
Segundo os pesquisadores, a metodologia combinada de fabricação e design superou desafios importantes na integração em escala de wafer de circuitos 2D.
Com isso, foi possível desenvolver um protótipo funcional de microprocessador feito com MoS2. O chip demonstra o potencial dos circuitos integrados 2D em comparação ao silício.
Além disso, o chip é compatível com instruções de vetor e tem largura de vetor ultralarga, significando maior capacidade de processamento. Ele atende a diferentes demandas de computação, como aplicações em aprendizado de máquina.
Adoção do RISC-V
O conjunto de instruções usado no chip é o RISC-V, que tem código aberto. Isso permite que empresas chinesas desenvolvam processadores sem depender de tecnologias controladas por outros países.
A China tem investido no RISC-V como uma forma de contornar restrições impostas por tensões comerciais e sanções internacionais. Essas limitações dificultam o o do país a chips avançados produzidos no exterior.
Segundo os relatos, o processador inclui 5.900 transistores e implementa a versão completa de 32 bits do RISC-V. Ele possui circuitos sofisticados, como o decodificador de instruções RISC-V. No entanto, algumas partes do chip foram feitas de forma simples de propósito.
Um exemplo é a operação de adição de dois números de 32 bits. Ela é executada um bit por vez, levando 32 ciclos de clock para ser concluída.
Limitações do silício e futuro dos chips
Nos últimos anos, aumentou a busca por alternativas ao silício nos semicondutores. Isso se deve a limitações técnicas como degradação de mobilidade, problemas de barreira induzida por dreno e uma relação de corrente ligada/desligada limitada.
Esses obstáculos impulsionaram o desenvolvimento de novos materiais. Os semicondutores 2D com espessura de camada atômica surgem agora como uma possível solução.
O chip desenvolvido pelos cientistas chineses é um o significativo nesse caminho. Ele mostra como materiais alternativos podem ser usados em aplicações reais e complexas, indo além da teoria.
Com informações de Interesting Engineering.
