Sem a utilização de novos materiais, a transição para processos tecnológicos mais modernos tornou-se impossível

Nos próximos anos, TSMC, Intel e Samsung deverão produzir chips de litografia angstrom abaixo de 2nm, e autoridades da indústria dizem que a transição não será possível sem inovações significativas em consumíveis e produtos químicos de semicondutores.

Fonte da imagem: Entegris

O diretor técnico da fornecedora americana de consumíveis Entegris, James O’Neill, em entrevista ao Nikkei Asian Review, disse que atualmente não são os equipamentos de litografia que determinam a possibilidade de dominar processos técnicos mais “finos” – essa função passou para materiais avançados e soluções de limpeza, utilizados no processamento de pastilhas de silício. Segundo ele, hoje são as inovações na área de materiais utilizados que proporcionam avanços no aumento da produtividade dos componentes semicondutores.

O diretor geral de negócios eletrônicos da corporação química Merck, Kai Beckmann, apoiou seu colega, explicando que nos vinte anos anteriores, o progresso no campo da litografia foi determinado por equipamentos especializados, mas a década seguinte foi chamada de “era de materiais” pelos clientes da empresa. Segundo um porta-voz da Merck, “as ferramentas ainda são importantes, mas agora são os materiais que fazem a diferença”. Esta afirmação é verdadeira não apenas para o segmento lógico do sistema, mas também para chips de memória. A memória de estado sólido do tipo 3D NAND, por exemplo, atualmente utiliza mais de 230 camadas na produção em massa e, no futuro, seu número poderá aumentar para 500 peças.

O CTO da Entegris comparou o trabalho com produtos químicos para fabricar chips de transistores 3D à pulverização de tinta em edifícios da cidade de Nova York a partir de um helicóptero. O revestimento deverá ser aplicado uniformemente em toda a altura dos “arranha-céus” e, após a conclusão da obra, o fabricante deverá ter a oportunidade de “lavar as ruas”. Os produtos químicos de nova geração devem fornecer processamento de alta precisão de elementos de silício em uma escala onde a interação ocorre literalmente no nível atômico. A pureza das soluções utilizadas é de particular importância, pois afeta diretamente o percentual de defeitos na produção dos cavacos.

O cobre tem sido usado há muito tempo como condutor em chips, mas à medida que seu tamanho diminui, surge a questão de encontrar novos materiais como o molibdênio, e isso afeta seriamente todo o curso de desenvolvimento da indústria de semicondutores. Para mudar para novas normas litográficas, pode ser necessário um conjunto completamente novo de materiais. Isto envolve um investimento significativo, tornando quase impossível para os recém-chegados a esta indústria ganharem uma posição no mercado. O CEO da Entegris, Bertrand Loy, acredita que a direção da indústria continuará a ser moldada pelas forças existentes. As grandes empresas, disse ele, tornar-se-ão mais fortes e demonstrarão vontade de investir, pois isso lhes proporcionará uma vantagem competitiva.