Pesquisadores desenvolveram um novo chip com 41 camadas verticais de semicondutores, contornando os limites de miniaturização que estagnaram a lei de Moore. Este design pode permitir eletrônicos mais sustentáveis empilhando transistores para cima em vez de encolhê-los. A inovação promete redução no uso de energia de fabricação e aplicações potenciais em dispositivos cotidianos.
Desde a década de 1960, a lei de Moore tem impulsionado o progresso da eletrônica ao prever que o número de transistores em um microchip dobraria anualmente por meio de miniaturização. No entanto, essa tendência começou a falhar por volta de 2010, à medida que limites físicos impediram uma redução adicional e aumentaram a densidade de potência computacional.
Xiaohang Li, da Universidade King Abdullah de Ciência e Tecnologia, na Arábia Saudita, junto com colegas, incluindo Thomas Anthopoulos, da Universidade de Manchester, no Reino Unido, pioneirou uma solução: construir chips para cima. O design deles apresenta 41 camadas verticais de dois tipos de semicondutores separados por isolantes, criando uma pilha de transistores cerca de 10 vezes mais alta que versões anteriores.
Para validar o chip, a equipe produziu 600 cópias, todas exibindo desempenho similar de forma confiável. Eles testaram alguns em operações básicas necessárias para computadores e dispositivos de sensoriamento, onde os chips empilhados igualaram as capacidades de designs planos tradicionais. Li observou que a fabricação dessas pilhas usou métodos menos intensivos em energia do que processos padrão.
Anthopoulos enfatizou benefícios práticos: "O novo chip pode não levar necessariamente a supercomputadores novos, mas se puder ser usado em dispositivos comuns como eletrônicos domésticos inteligentes e dispositivos de saúde vestíveis, ele diminuiria a pegada de carbono da indústria eletrônica enquanto oferece mais funcionalidade com cada camada adicionada." Ele acrescentou otimisticamente: "Não há realmente parada. Podemos continuar fazendo isso. É só uma questão de suor e lágrimas."
Desafios persistem, particularmente na gestão de calor. Muhammad Alam, da Universidade de Purdue, em Indiana, comparou o design a "tentar ficar fresco enquanto usa vários casacos ao mesmo tempo", pois cada camada gera calor adicional. O limite atual é de 50°C, que Alam diz que precisa de um aumento de 30 graus ou mais para viabilidade no mundo real fora de laboratórios. No entanto, ele vê o crescimento vertical como o caminho essencial para o avanço da eletrônica.
A pesquisa aparece em Nature Electronics (DOI: 10.1038/s41928-025-01469-0).