Recentemente, pesquisadores da Huawei, em conjunto com uma equipe da Universidade de Nanjing, publicaram um artigo na revista Nature Electronics relatando a criação de um processador RISC utilizando materiais 2D. Isso poderia potencialmente ajudar a alcançar densidades de transistores recordes sem o uso das litografias avançadas homologadas pela ASML. Utilizando apenas equipamentos locais, a China poderá produzir chips com qualidade comparável à da TSMC, Intel e outras líderes do setor.
Fonte da imagem: Universidade de Nanjing
O artigo discute o primeiro microprocessador paralelo baseado em um semicondutor bidimensional chamado dissulfeto de molibdênio (MoS2). Devido à sua estrutura molecular hexagonal, a camada de MoS2 tem menos de 1 nm de espessura, comparável ao tamanho de um único átomo. Isso permite que transistores baseados em MoS2 sejam fabricados muito menores do que os transistores de silício clássicos e compactados com maior densidade em um substrato, representando um avanço significativo na extensão da Lei de Moore por outros meios — sem aumentar a resolução das litografias, que estão quase atingindo os limites físicos da tecnologia.
A equipe de pesquisa batizou seu chip de “Mengqi-1000” (também conhecido como “Magic-1000”). Em chinês, a palavra “Mengqi” tem um significado ligeiramente diferente, significando “início de um sonho” ou “abertura de um sonho”. Trata-se de um microprocessador com 1.433 transistores em um substrato com quatro camadas de metal. A densidade de integração declarada é de aproximadamente 9.336 transistores por metro quadrado. Ele pode armazenar dados em um arquivo de registro embutido e realizar operações aritméticas em dados multibit em paralelo, mas a uma frequência bastante modesta de 1 kHz.
Vale ressaltar que, há cerca de um ano, cientistas do Laboratório Nacional de Circuitos e Sistemas Integrados da Universidade de Fudan também relataram na revista Nature a criação de um processador RISC-V de 32 bits baseado em elementos de dissulfeto de molibdênio. O novo desenvolvimento é mais maduro e funcional, demonstrando o progresso dos pesquisadores chineses no desenvolvimento de tecnologias de fabricação de chips não convencionais. É claro que ainda não são competitivos com as tecnologias de processo mais recentes da TSMC e de outras líderes do setor, mas, quando convertidas para a mesma tecnologia de processo, a densidade de transistores por metro quadrado é maior.O MoS2 praticamente iguala ou até mesmo supera a tecnologia de processo de 2-3 nm da TSMC.
De fato, o protótipo do chip “Mengqi 1000” da Huawei foi fabricado usando tecnologia de 0,5 µm. Isso significa que, ao fazer a transição da produção de chips de materiais 2D para processos submicrométricos, a China poderia produzir processadores mais poderosos sem recorrer à litografia avançada.
A Huawei já anunciou sua disposição em assumir o controle da Lei de Moore, que está escapando das mãos dos fabricantes ocidentais, e continuar seu progresso otimizando a estrutura de sinal do chip. Materiais como o dissulfeto de molibdênio também estão sendo considerados para esse fim. Se uma abordagem direta for impossível, os heróis encontrarão um caminho alternativo.