Vale do Silício? Cloud? Metaverso? Pessoas capacitadas? Software de ponta? Esqueça, isso é a ponta do iceberg. O verdadeiro gargalo da computação e da AI é o hardware sofisticado.
Os semicondutores permitiram a revolução computacional das últimas décadas, e estão presentes desde a máquina de lavar até o rastreamento e controle de mísseis avançados.
A Lei de Moore diz que o poder computacional dobra a cada 18 meses a um custo constante. Nas últimas décadas, foi esse ganho de eficiência que permitiu o avanço computacional exponencial que vivenciamos. A Lei de Moore traduz uma predição, um comportamento, não é uma lei física.
A menor unidade de computação é o bit, o dígito binário 0 ou 1. Cada bit equivale a um transístor, um componente semicondutor.
Atualmente, um transístor tem cerca de 5 nanômetros. Para dar uma ideia do quão pequeno é, isso equivale a 1/20 do tamanho de um vírus de COVID!
Porém, nos tempos atuais, a Lei de Moore está chegando ao seu limite! O limite é o tamanho de um átomo, onde outros fenômenos de física quântica começam a despontar.
Por ser uma tecnologia de tanta precisão, há um claro gargalo: apenas um punhado de empresas domina a produção de chips avançados!
Todos os semicondutores do seu iPhone vêm da Taiwan Semiconductor Manufactuing Company – TSMC, que produz 92% de todos os chips avançados do mundo, num prédio, em Taiwan, a fábrica mais cara da história.
A Apple não produz os chips – só faz o projeto delas.
- 63% dos chips são produzidos em Taiwan
- 17% na Coréia do Sul
Se a gente somar a China, 85% no sudeste asiático!
Imagine o efeito de um terremoto, tsunami… ou de uma guerra…
São locais de potencial instabilidade geopolítica!
China e Taiwan têm um potencial claro de conflito, assim como Coréia do Norte x Sul.
Atualmente, está havendo uma “Tech cold war”, para assegurar o acesso a esse recurso estratégico vital para, entre outras coisas, vencer guerras.
É estratégico para uma nação avançada dominar essa tecnologia o máximo possível, mas isso está longe de ser fácil.
Um breve histórico
Em 1947, o transístor é inventado na Bell Labs – potencialmente melhor, mais rápido e com consumo menor de energia que válvulas elétricas utilizadas anteriormente.
Nota. Fiz técnico em eletrônica, e lembro de colocar transístores no protoboard para criar circuitos, juntamente com resistores, capacitores, indutores e fios para todo lado!
Nos 1950, Jack Kilby na Texas Instruments e Bob Noyce na Fairchild, inventaram o circuito integrado – o famoso chip – e isso potencializou um ganho enorme – ao invés de montar componente a componente, temos um bloco todo montado de forma consistente.
O chip é um conjunto de componentes eletrônicos, esculpido em blocos de material semicondutor.
Aplicações começaram logo depois, com radinhos, o walkman, memória, calculadoras.
Por volta da década de 80, a Sony e outras empresas japonesas despontavam como grandes fabricantes de eletrônicos baseados em semicondutores.
Nesse meio tempo, os EUA incentivaram alternativas (Taiwan, Coréia do Sul) com mão de obra barata, a fim de conseguir concorrer com o Japão.
Dois movimentos por volta da década de 90: estagnação econômica do Japão e o surgimento de computadores pessoais, da qual, empresas como a Intel conseguiram retornar ao protagonismo.
Importante passo é a técnica de litografia. A principal empresa é a Advanced Semiconductors Materials Lithography (ASML), Holanda.
Imagine um microscópio. Agora, imagine um microscópio ao contrário, projetando laser numa placa, que esculpirá o circuito utilizando químicos fotossensíveis.
Esta é uma tecnologia complicadíssima: para produzir um chip desses, a empresa deve ter cadeia de fornecedores superespecializados, investimento de bilhões de dólares, know-how de dezenas de anos e produção em escala para justificar os custos.
O processo de fabricação é tão complicado que não basta espionar ou colocar dinheiro para reproduzir.
A União Soviética, na época da Guerra Fria, não conseguiu replicar o sucesso em desenvolver chips de forma eficiente, apesar de esforços de espionagem.
Nos tempos atuais, a China vem despejando uma gama enorme de recursos a fim de conseguir dominar essa tecnologia.
Recentemente, a Huawei recebeu 75 bilhões de dólares em subsídios, o que levou o governo Trump a implementar uma série de sanções à companhia.
Em Ago 2022, o governo Biden anunciou o “Chips and Science Act”, a fim de tornar a cadeia de semicondutores americanos mais resiliente à China, incluindo:
- 150 bilhões de investimento na indústria americana
- Restrições de exportação de produtos e tecnologias avançadas à China e alguns outros países
- O ato inclui também outras tecnologias avançadas, como IA e computação quântica
O efeito deste gargalo, no nosso dia-a-dia recente, é o aumento dos custos dos chips, a crise dos chips.
Conclusões e Forecasts
A Lei de Moore estagna. Preços sobem, como estão subindo – ou deixam de baixar.
Os chips de propósito geral são mais caros e ineficientes do que chips de propósito específico. Faz cada vez mais faz sentido ter chips de propósito específico (desenhados para executar apenas uma função). Exemplos são as GPUs e TPUs, dentre várias outras possibilidades. Os poucos que dominarem essa tecnologia serão as próximas Apples, Nvidias e Intels.
Alternativas estão sendo estudadas, como menristores, computadores quânticos e computadores biológicos. Isso tudo pode ter aplicações interessantes no futuro.
Exemplo do uso de tecnologia na guerra Rússia – Ucrânia. Pesados tanques são abatidos por drones e armamento de precisão, guiados por geolocalização, laser e dispositivos de comunicação. Por trás de tudo isso, semicondutores produzidos por uma empresa de Taiwan ou Coréia do Sul.
Taiwan continua tendo um papel estratégico gigantesco, com o domínio dessa tecnologia avançada – e ninguém quer uma guerra nessa região (neste momento).
A Guerra Fria dos Chips vai se intensificar, numa corrida para dominar uma tecnologia chave para a próxima onda de evolução tecnológica, científica e econômica.
Quem vencer essa guerra dominará as próximas décadas!
Links
Artigo bem legal, da Superinteressante, sobre a máquina de litografia: https://super.abril.com.br/tecnologia/a-maquina-mais-valiosa-do-mundo/amp/
https://itrexgroup.com/blog/bidens-national-ai-strategy-impact-on-government-business-society/
https://www.edn.com/tsmc-approaching-1-nm-with-2d-materials-breakthrough/
Livro Chip War, de Chris Miller
ideiasesquecidas.com 