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China cria o primeiro chip sem silício e já supera Intel e TSMC. Nova tecnologia baseada em bismuto e grafeno desafia limites da física e pode mudar a indústria global de semicondutores
Pela primeira vez, cientistas chineses desenvolveram um processador totalmente funcional sem usar silício e os testes iniciais mostram que ele já supera os chips mais avançados da Intel, TSMC e Samsung. O avanço, liderado pela Universidade de Pequim, abre caminho para a chamada era pós-silício, um momento em que a física quântica começa a limitar o desempenho dos semicondutores tradicionais.
O protótipo, construído com bismuto dopado e interconexões de grafeno, atinge frequências acima de 500 GHz e consome três vezes menos energia que os chips convencionais. Mais do que um salto tecnológico, trata-se de uma mudança estratégica: a China detém mais de 70% das reservas globais de bismuto, posicionando-se à frente na nova corrida dos chips.
Por que o silício está chegando ao fim
Desde os anos 1960, o silício é a base de praticamente todos os dispositivos eletrônicos. Porém, com a miniaturização chegando a escalas de 3 nanômetros e abaixo disso, fenômenos quânticos como o túnel eletrônico comprometem o funcionamento dos transistores.
Nessa escala, elétrons passam por barreiras teóricas como se fossem paredes invisíveis, provocando vazamento de corrente, aquecimento e perda de desempenho. É um limite físico que não pode ser superado apenas com engenharia tradicional.
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Essa barreira abriu espaço para a busca de novos materiais capazes de manter o controle elétrico em dimensões atômicas e o bismuto surgiu como candidato.
O cristal que desafia a física
O bismuto, um metal pesado com brilho iridescente, apresenta acoplamento spin-órbita extremamente forte, permitindo controlar não apenas a carga elétrica dos elétrons, mas também seu spin. Isso abre caminho para dispositivos que unam processamento quântico e convencional na mesma arquitetura.
O problema é que o bismuto puro se comporta como um metal, sem “band gap” para atuar como semicondutor. A solução encontrada pelos engenheiros foi dopar o material com telureto, criando um composto capaz de funcionar como transistor.
O primeiro chip sem silício
Publicado na revista Nature, o estudo da Universidade de Pequim mostra que o novo chip foi fabricado na escala Ångström ainda menor que 2 nanômetros com transistores de apenas 0,5 nm de espessura.
Os testes revelaram três vitórias sobre os líderes de mercado:
Frequência acima de 500 GHz (Intel e Samsung operam entre 5 e 6 GHz nos chips de ponta)
Consumo de energia três vezes menor
Velocidade de chaveamento 40% superior
Além disso, o grafeno foi usado para interligar os transistores, criando conexões praticamente sem perdas e sem partes ativas de silício.
Implicações geopolíticas e industriais
O domínio da tecnologia tem impacto direto na geopolítica dos semicondutores. Hoje, a China não apenas lidera o desenvolvimento como também controla a matéria-prima. Com mais de 70% das reservas de bismuto, o país ganha vantagem estratégica caso a tecnologia seja escalada.
Fabricantes como a TSMC já iniciaram pesquisas próprias em parceria com o MIT e a Universidade Nacional de Taiwan para explorar o potencial do material. A corrida já começou e não há mais volta.
Desafios para chegar ao mercado
Apesar do avanço, o chip de bismuto ainda é um protótipo de laboratório. Produzir o material em alta pureza, alinhar camadas de grafeno e fabricar em escala industrial exigirá novas fábricas, processos e investimentos bilionários.
O silício conta com décadas de infraestrutura consolidada; o bismuto, não. Até lá, o uso inicial deve se restringir a centros de pesquisa e aplicações militares.
O futuro pós-silício
Se a tecnologia for viabilizada, poderemos ver processadores muito mais rápidos, econômicos e potentes, capazes de revolucionar desde inteligência artificial até computação quântica.
Assim como o silício substituiu o germânio, o bismuto pode ser a base da próxima era digital.
Você acredita que o silício ainda aguenta mais uma década ou já estamos vendo o nascimento do seu sucessor? Deixe sua opinião nos comentários queremos saber como você vê o impacto dessa mudança no futuro da tecnologia.
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