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San Francisco – O presidente Joe Biden e muitos legisladores em
Washington estão preocupados atualmente com os chips de computador e as
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Don Clark
23 horas atrás
Postado em 22 de julho de 2021 às 10h00m
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San Francisco – O presidente Joe Biden e muitos legisladores em
Washington estão preocupados atualmente com os chips de computador e as
ambições da China em relação a essa tecnologia fundamental.
© Distributed by The New York Times Licensing Group
Máquina de fabricação de chips na instalação de pesquisa da IBM em
Albany, Nova York, 30 de junho de 2021. (Bryan Derballa/The New York
Times)
Mas uma máquina imensa vendida por uma empresa holandesa surgiu como um auxílio estratégico fundamental para os formuladores de políticas – e mostra como são irrealistas as esperanças de qualquer país de construir uma cadeia de suprimentos completamente autossuficiente em tecnologia de semicondutores.
A máquina é fabricada pela ASML Holding, sediada em Veldhoven. Seu sistema usa um tipo diferente de luz para produzir circuitos ultrapequenos nos chips, aumentando o desempenho das pequenas fatias de silício. A ferramenta, que levou décadas para ser desenvolvida e foi introduzida para fábricas com alto volume de produção em 2017, custa mais de US$ 150 milhões. O envio aos clientes requer 40 contêineres de transporte, 20 caminhões e três Boeings 747.
A máquina complexa é amplamente reconhecida como necessária para fazer os chips mais avançados, habilidade com implicações geopolíticas. O governo Trump pressionou com sucesso o governo holandês a bloquear seu envio para a China em 2019, e o governo Biden não mostrou sinais de reverter essa postura.
Os fabricantes não podem produzir chips de ponta sem esse sistema, e "ele só é feito pela empresa holandesa ASML", afirmou Will Hunt, analista de pesquisa do Centro de Segurança e Tecnologia Emergente da Universidade de Georgetown, que concluiu que os chineses levariam pelo menos uma década para construir equipamento semelhante. "Do ponto de vista da China, isso é frustrante."
A
máquina da ASML se tornou efetivamente um gargalo na cadeia de
suprimentos para chips, que são o cérebro de computadores e outros
dispositivos digitais. O desenvolvimento e a produção da ferramenta em
três continentes – usando expertise e peças do Japão, dos Estados Unidos
e da Alemanha – também é um lembrete de que essa cadeia de suprimentos é
global, mostrando a dificuldade para qualquer país que queira avançar
sozinho na produção de semicondutores.
© Distributed by The New York Times Licensing Group
O engenheiro de equipamentos Robert Young segura um wafer de silício de
uma máquina de fabricação de chips na instalação de pesquisa da IBM em
Albany, Nova York, 30 de junho de 2021. (Bryan Derballa/The New York
Times)
Isso inclui não só a China, mas também os Estados Unidos, onde o Congresso está debatendo planos de gastar mais de US$ 50 bilhões para reduzir a dependência de fabricantes de chips estrangeiros. Muitas áreas do governo federal, particularmente o Pentágono, estão preocupadas com a dependência americana do principal fabricante de chips de Taiwan e com a proximidade da ilha com a China.
Criada em 1984 pela gigante eletrônica Philips e outra fabricante de ferramentas, a ASML, Advanced Semiconductor Materials International, tornou-se uma empresa independente e, de longe, a maior fornecedora de equipamentos de fabricação de chips envolvendo um processo chamado litografia.
Com a litografia, os fabricantes projetam repetidamente padrões de circuitos de chips em pastilhas de silício. Quanto mais transistores minúsculos e outros componentes podem ser adicionados a um chip individual, mais poderoso ele se torna e aumenta sua capacidade de armazenar dados. O ritmo dessa miniaturização é conhecido como Lei de Moore, em homenagem a Gordon Moore, um dos cofundadores da gigante de chips Intel.
Em 1997, a ASML começou a estudar a adoção da luz ultravioleta extrema (ou EUV, na sigla em inglês). Essa luz tem comprimentos de onda ultrapequenos que podem criar circuitos muito menores do que é possível com a litografia convencional. Mais tarde, a empresa decidiu fazer máquinas baseadas na tecnologia, esforço que custou US$ 8 bilhões desde o fim dos anos 1990.
O processo de desenvolvimento rapidamente se tornou global. A ASML agora monta as máquinas usando espelhos da Alemanha e hardware desenvolvido em San Diego, que gera luz explodindo gotículas de estanho com um laser. Os principais produtos químicos e componentes vêm do Japão.
O executivo-chefe da ASML, Peter Wennink, disse que a falta de dinheiro nos primeiros anos da empresa o levou a integrar invenções de fornecedores especializados, criando o que chama de "rede de conhecimento colaborativo" que inova rapidamente. "Fomos forçados a não fazer o que os outros fazem melhor."
A ASML lançou mão de outra cooperação internacional. No início da década de 1980, pesquisadores dos Estados Unidos, do Japão e da Europa começaram a considerar a mudança radical nas fontes de luz. O conceito foi retomado por um consórcio que incluía a Intel e outros dois fabricantes de chips dos EUA, bem como laboratórios do Departamento de Energia.
A ASML aderiu em 1999 depois de mais de um ano de negociações, de acordo com Martin van den Brink, presidente e diretor de tecnologia da empresa. Outros parceiros eram o Centro de Pesquisa Imec na Bélgica e outro consórcio americano, a Sematech. Mais tarde, a ASML atraiu grandes investimentos da Intel, da Samsung Electronics e da Taiwan Semiconductor Manufacturing Company para ajudar a financiar o desenvolvimento.
Esse desenvolvimento foi dificultado pelas peculiaridades da luz EUV. Máquinas de litografia geralmente concentram a luz através de lentes para projetar padrões de circuito em pastilhas; mas os pequenos comprimentos de onda EUV são absorvidos pelo vidro, por isso as lentes não funcionam. Os espelhos, outra ferramenta comum para direcionar a luz, têm o mesmo problema. Isso significava que a nova litografia exigia espelhos com revestimentos complexos que, combinados, refletissem melhor os pequenos comprimentos de onda.
Assim, a ASML recorreu à Zeiss Group, empresa óptica alemã com 175 anos de existência e parceira de longa data. Suas contribuições incluíram um sistema de projeção de 1,8 tonelada para lidar com a luz EUV, que conta com seis espelhos especialmente moldados que são moídos, polidos e revestidos ao longo de vários meses em um processo robótico elaborado que usa feixes de íons para remover defeitos.
A geração de luz suficiente para projetar imagens rapidamente também causou atrasos, segundo Van den Brink. Mas a Cymer, empresa de San Diego que a ASML comprou em 2013, acabou melhorando um sistema que direciona pulsos de um laser de alta potência para atingir gotículas de estanho 50 mil vezes por segundo – uma vez para achatá-los e uma segunda vez para vaporizá-los –, criando luz intensa.
O novo sistema também exigiu componentes redesenhados chamados fotomáscaras, que agem como estêncil em projetos de circuitos de projeção, além de novos produtos químicos depositados em pastilhas que geram essas imagens quando expostos à luz. Empresas japonesas agora fornecem a maioria desses produtos.
Desde que a ASML introduziu seu modelo comercial de EUV em 2017, os clientes compraram cerca de cem deles. Os compradores incluem a Samsung e a TSMC, o maior serviço de produção de chips projetados por outras empresas. A TSMC usa a ferramenta para fazer os processadores projetados pela Apple para seus iPhones mais recentes. A Intel e a IBM declararam que o EUV é crucial para seus planos. "É definitivamente a máquina mais complicada que os humanos construíram", afirmou Darío Gil, vice-presidente sênior da IBM.
As restrições holandesas à exportação dessas máquinas para a China, adotadas desde 2019, não tiveram muito impacto financeiro na ASML, uma vez que há um atraso nos pedidos de outros países. Mas cerca de 15 por cento das vendas da empresa provêm da venda de sistemas mais antigos na China.
Em um relatório final ao Congresso e a Biden em março, a Comissão de Segurança Nacional de Inteligência Artificial propôs estender os controles de exportação para algumas outras máquinas avançadas da ASML. O grupo, financiado pelo Congresso, busca limitar os avanços da inteligência artificial com aplicações militares.
Hunt e outros especialistas em política argumentaram que, como a China já estava usando essas máquinas, bloquear vendas adicionais prejudicaria a ASML sem muito benefício estratégico. A empresa concorda. "Espero que o bom senso prevaleça", disse Van den Brink.
c. 2021 The New York Times Company
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