A Lei de Moore, frequentemente declarada morta por entusiastas e especialistas, vive hoje uma metamorfose profunda em vez de um encerramento definitivo. Criada por Gordon Moore, previa que o número de transistores em um circuito integrado dobraria aproximadamente a cada dois anos, com aumento exponencial de performance e redução de custos.
No entanto, ao atingirmos escalas de fabricação de 3 e 2 nanômetros, a indústria colidiu com limites físicos intransponíveis do silício, onde efeitos de interferência quântica e o calor extremo impedem a miniaturização convencional.
Diante desse gargalo, o progresso tecnológico parou de depender exclusivamente do “encolhimento” de componentes e focou em novas fronteiras de engenharia. Atualmente, a evolução é sustentada pelo empilhamento tridimensional de chips, conhecido como arquitetura de chiplets, e pelo uso de novos materiais que conduzem eletricidade de forma mais eficiente que o silício puro.
A eficiência computacional saltou através da especialização: em vez de processadores genéricos, utilizamos unidades de processamento gráfico (GPUs) e aceleradores de inteligência artificial que entregam mais potência por watt em tarefas específicas.
Se considerarmos a Lei de Moore como uma métrica de capacidade bruta de processamento por dólar, ela continua avançando, mas o motor desse crescimento mudou da geometria dos transistores para a criatividade na arquitetura de sistemas e na ciência de materiais.
O limite do silício
Com o silício chegando ao seu limite atômico, a ciência de materiais virou o novo campo de batalha da computação. O grande desafio atual é encontrar substâncias que permitam que os elétrons se movam mais rápido e gerem menos calor, evitando que o chip “derreta” ou sofra com interferências quânticas.
Um dos candidatos mais promissores é o grafeno, uma camada única de átomos de carbono com condutividade elétrica excepcional; no entanto, ele é difícil de controlar porque não possui um “gap de banda”, o que significa que é difícil fazê-lo parar de conduzir energia para representar o “zero” binário.
Para resolver esse problema, pesquisadores têm focado nos semicondutores de lacuna larga, como o nitreto de gálio (GaN) e o carbeto de silício (SiC), que já são usados em carregadores ultrarrápidos e carros elétricos por suportarem tensões e temperaturas muito mais altas que o silício comum.
No horizonte mais distante, surgem os nanotubos de carbono, que prometem processadores até dez vezes mais eficientes energeticamente, e os materiais 2D, como o dissulfeto de molibdênio, que permitem criar transistores tão finos que são praticamente bidimensionais.
Esses materiais, combinados com a computação fotônica — que usa luz (fótons) em vez de eletricidade (elétrons) para transmitir dados dentro do chip —, formam a base do que virá após a era do silício, garantindo que a capacidade de processamento continue crescendo mesmo quando não for mais possível encolher os transistores atuais.