Cientistas da Fudan criam chip flash 2D em silício
Cientistas da Fudan desenvolvem o primeiro chip flash 2D em silício, avanço que promete revolucionar a indústria de semicondutores e impulsionar a IA.
Cientistas da Universidade de Fudan, na China, anunciaram um marco que pode redefinir o futuro da indústria de semicondutores. A equipe desenvolveu o primeiro chip flash 2D em silício totalmente funcional do mundo, uma inovação que une materiais atomicamente finos à tecnologia de silício convencional, superando limitações que há décadas desafiam o setor. O estudo foi publicado na revista Nature no dia 8 de outubro e já desperta grande interesse em todo o meio científico e tecnológico.
A pesquisa é fruto da tecnologia ATOM2CHIP, criada pela própria Universidade Fudan, que permite integrar materiais bidimensionais — com espessura de apenas alguns átomos — às plataformas CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), amplamente utilizadas em chips de computadores e dispositivos eletrônicos. O projeto, liderado pelos pesquisadores Chunsen Liu e Zhou Peng, superou um dos maiores obstáculos da engenharia moderna: conectar camadas ultrafinas de materiais 2D a circuitos de silício mais espessos sem comprometer o desempenho e a estabilidade do sistema.
Segundo Liu Chunsen, primeiro autor do artigo, a equipe conseguiu encurtar significativamente o tempo de desenvolvimento de uma tecnologia tão complexa. Ele destacou que, enquanto o primeiro transistor semicondutor levou cerca de 24 anos para evoluir até a criação da primeira CPU, o processo de integração realizado com a plataforma CMOS reduziu de forma notável esse intervalo.
Os resultados são impressionantes. O chip flash 2D atingiu um rendimento de 94,3% nas células de memória e oferece suporte tanto a operações de instruções de oito bits quanto a operações paralelas de alta velocidade de 32 bits. Esses números colocam o dispositivo próximo dos padrões comerciais, superando amplamente os resultados obtidos em experimentos de laboratório anteriores.
Esse avanço ocorre em um momento crítico para a indústria, já que os chips de silício estão chegando ao limite de miniaturização, com transistores que medem apenas entre 3 e 5 nanômetros. Além disso, a ascensão da inteligência artificial (IA) demanda velocidades de acesso à memória cada vez maiores, algo que as tecnologias tradicionais já não conseguem atender de forma eficiente. Os pesquisadores ressaltam que o problema conhecido como “Barreira da Memória” (The Memory Wall) — a diferença entre a velocidade de processamento e o tempo de acesso aos dados — é um dos principais gargalos para a evolução dos sistemas de IA.
O trabalho da equipe de Fudan não começou agora. Em abril, os pesquisadores já haviam desenvolvido um protótipo de memória flash 2D chamado PoX, que alcançou uma velocidade de programação recorde de 400 picossegundos, tornando-se a tecnologia de armazenamento de carga semicondutora mais rápida já registrada. A nova conquista amplia esses resultados e demonstra a viabilidade da tecnologia em larga escala, abrindo caminho para aplicações reais.
Os cientistas afirmam que o processo de tape-out (última etapa de design antes da produção) foi concluído com sucesso e que planejam estabelecer uma linha de produção piloto dentro de três a cinco anos, com capacidade inicial em nível de megabyte. Segundo Zhou Peng, os dispositivos de memória 2D devem ser os primeiros a chegar ao mercado, já que exigem padrões de qualidade de material mais modestos, mas entregam um desempenho significativamente superior.
O desenvolvimento do chip flash 2D em silício marca uma nova era para a tecnologia de semicondutores, mostrando que a integração entre materiais ultrafinos e processos de fabricação tradicionais é possível e promissora. A inovação pode permitir que o setor continue evoluindo mesmo diante das limitações físicas do silício, abrindo caminho para um futuro de chips mais rápidos, eficientes e poderosos.
