Máquinas de bilhões – Os chips utilizados em sistemas de inteligência artificial, smartphones e computadores dependem de máquinas extremamente sofisticadas para serem fabricados.

Desenvolvidos pela holandesa ASML, os equipamentos de litografia ultravioleta extrema (EUV) utilizam luz com comprimento de onda de 13,5 nanômetros para desenhar circuitos microscópicos em pastilhas de silício. O processo permite reunir bilhões de transistores em pequenas áreas, aumentando o desempenho e a eficiência energética dos componentes.

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Atualmente, a ASML é a única fabricante mundial de máquinas comerciais de litografia EUV. Seus equipamentos são utilizados por empresas como TSMC e Intel na produção de semicondutores avançados.

A companhia anunciou um avanço que poderá elevar em até 50% a produtividade desses sistemas até o fim da década. A potência da fonte de luz passou de 600 para 1.000 watts, permitindo processar mais pastilhas por hora.

Como os chips são fabricados?

A produção começa com uma pastilha circular de silício, chamada wafer, revestida por substâncias fotossensíveis. A máquina de litografia projeta luz sobre essa superfície para transferir padrões que formarão os circuitos eletrônicos.

Com comprimento de onda de apenas 13,5 nanômetros, a tecnologia EUV consegue reproduzir estruturas menores do que as gerações anteriores de equipamentos. Os transistores, responsáveis pelo controle dos sinais elétricos e pela execução de operações, podem ser distribuídos em maior quantidade no mesmo espaço.

A fabricação também utiliza litografia ultravioleta profunda (DUV), responsável por outras etapas da impressão dos circuitos.

Como a máquina produz a luz?

A geração de luz EUV é um dos processos mais complexos do equipamento. O sistema utiliza gotas de estanho líquido atingidas por lasers de dióxido de carbono. A energia transforma o material em plasma, que emite a radiação ultravioleta extrema.

A luz é direcionada por espelhos de altíssima precisão produzidos pela alemã Carl Zeiss até o sistema que projeta os circuitos no silício. Durante o procedimento, as temperaturas atingidas pelo estanho superam as da superfície do Sol.

Produção poderá crescer 50%

O avanço anunciado pela ASML envolve o processamento de aproximadamente 100 mil gotas de estanho por segundo, além da utilização de duas rajadas menores de laser para gerar o plasma.

Com a mudança, a expectativa é aumentar a capacidade das máquinas de 220 para cerca de 330 pastilhas por hora até o fim da década. Segundo Teun Van Gogh, vice-presidente executivo da linha NXE, a tecnologia deverá atender aos requisitos operacionais dos clientes.

A empresa também estuda elevar a potência das fontes de luz para 1.500 e, futuramente, 2.000 watts.

Nova geração poderá produzir chips de 2 nanômetros

A ASML desenvolve ainda a plataforma EXE, que utiliza a tecnologia High NA, voltada ao aumento da precisão na impressão dos circuitos. Enquanto os equipamentos NXE possuem abertura numérica de 0,33, os novos sistemas alcançam 0,55.

A mudança permite reproduzir estruturas de até 8 nanômetros, contra 13 nanômetros na geração anterior. A plataforma foi projetada para apoiar a fabricação de semicondutores de 2 nanômetros e futuras gerações de memória.

Importância para a inteligência artificial

A evolução da litografia é estratégica para a indústria de inteligência artificial, que depende de processadores capazes de executar grandes volumes de cálculos. Chips menores e mais eficientes são fundamentais para centros de dados e equipamentos utilizados no treinamento e funcionamento de modelos de IA.

O desenvolvimento da tecnologia EUV exigiu mais de 6 bilhões de euros em investimentos da ASML ao longo de 17 anos. A empresa também adquiriu a Cymer, especializada em fontes de luz, para acelerar as pesquisas.

A importância desses equipamentos ultrapassa o setor comercial. Restrições dos Estados Unidos e de aliados à exportação de máquinas avançadas para a China estimularam o desenvolvimento de alternativas próprias no país asiático. Nos Estados Unidos, empresas como Substrate e xLight também trabalham em tecnologias concorrentes.

O avanço da ASML reforça o papel da litografia de alta precisão na próxima geração de processadores e na expansão da infraestrutura tecnológica que sustenta a inteligência artificial.

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(Com informações de O Globo)
(Foto: Reprodução/Pexels/Jeremy Waterhouse)