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Quando a Apple lan�ar seus novos iPhones, voc� pode ter certeza de que haver� grande �nfase no fato de eles serem os primeiros aparelhos no mundo a serem alimentados por um novo tipo de chip.
Provavelmente ouviremos da empresa que isso permitir� que os donos fa�am coisas como editar v�deos em 4K (uma das melhores resolu��es poss�veis para imagens), aprimorar fotos de alta resolu��o e jogar videogames com uso gr�fico mais n�tido do que era poss�vel antes, tudo isso usando menos bateria.
O "processo de cinco nan�metros" (5 nm) envolvido se refere ao fato de que os transistores do chip foram reduzidos — os min�sculos interruptores "liga-desliga" agora t�m apenas cerca de 25 �tomos de largura — permitindo que bilh�es deles sejam acrescentados.
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Isso significa mais poder de processamento. H� apenas quatro anos, muitos especialistas do setor duvidavam que essa tecnologia viria t�o cedo. Isso tem acontecido em grande parte devido � engenhosidade de uma empresa holandesa relativamente obscura — a ASML.
Ela foi pioneira em uma maneira de esculpir padr�es de circuitos no sil�cio por meio de um processo chamado litografia ultravioleta extrema (EUV, na sigla em ingl�s).
Suas m�quinas custam US$ 123 milh�es (R$ 680 milh�es) cada, o que � caro mesmo para os padr�es da ind�stria de semicondutores.
Mas atualmente a ASML � a �nica empresa que produz tais m�quinas de chips. E elas ainda s�o mais econ�micos do que as op��es alternativas, em parte por causa do seu baixo �ndice de defeitos.
"Em escalas t�o pequenas, a precis�o � fundamental", diz Ian Cutress, que faz relat�rios sobre o setor para o site Anandtech."O que eles est�o fazendo seria o equivalente a acertar um selo na superf�cie de Marte com um avi�o de papel."
A ASML diz que sua tecnologia � como trocar uma caneta hidrocor por uma de bico fino. Mas, em vez de tinta, a tecnologia usa o que chama de "luz fraca" gerada por meio de um processo complicado.
"Pegamos uma gota derretida de estanho e disparamos um laser industrial de alta pot�ncia sobre ela, que basicamente a vaporiza e cria um plasma", explica o porta-voz Sander Hofman."E esse plasma brilha com luz ultravioleta."
"Isso tudo acontece 50 mil vezes por segundo — ent�o 50 mil gotas s�o atingidas — o que cria luz suficiente para ser capturada com uma s�rie de espelhos — os espelhos mais achatados do mundo."
Um molde do chip � codificada na luz passando-a por uma m�scara e encolhendo-a com lentes. Em seguida, a luz atinge um revestimento sens�vel ao brilho em um wafer de sil�cio, fazendo com que o design do chip seja "impresso".
Apenas dois fabricantes de chips colocaram isso em uso comercial at� agora. A Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) — �nico fornecedor do A14 para a Apple para seus mais recentes iPhones, iPads e computadores Mac. E a Samsung — que est� fazendo um novo processador Qualcomm para telefones Android, com lan�amento oficial previsto para dezembro.
Cada uma das duas empresas possui uma participa��o na ASML juntamente com a Intel, que tamb�m deve come�ar a usar a tecnologia em 2021.
Mas um concorrente not�vel foi colocado para fora da competi��o. A Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC) da China supostamente fez um pedido, mas o governo dos Estados Unidos interveio para impedir que a m�quina da ASML fosse exportada, alegando que sua produ��o poderia acabar em armamento usado pelos militares chineses.
A SMIC atualmente est� v�rias gera��es atr�s em tecnologia de chip de 14 nm, e especialistas sugerem que ela precisaria de um bom tempo para dominar o know-how necess�rio para mudar para 5 nm.
Mas o fato de ter sido impedida de sequer tentar deixa a empresa e as ambi��es mais amplas de Pequim para sua ind�stria de chips "em uma posi��o dif�cil", disse Jon Erensen, da empresa de pesquisas Gartner. "Essa � a inten��o dos EUA", acrescentou.
O que significa 5 nm exatamente?
Um nan�metro � um bilion�simo de um metro. � aproximadamente o tamanho que um cabelo humano cresce a cada segundo.
Os transistores costumavam ser medidos em termos da largura de uma parte conhecida como sua "porta".
Mas, cerca de uma d�cada atr�s, uma mudan�a na maneira como eram projetados fez com que a refer�ncia nanom�trica parasse de ser medida em uma �nica geometria.
Hoje, a refer�ncia de 5 nm � pouco mais que um termo de marketing e dois produtos usando a mesma designa��o podem conter transistores com desempenho diferente.
No entanto, para ajudar a entender como s�o pequenos os novos transistores da Apple, � s� saber que existem cerca de 171 milh�es dele dispostos em cada mil�metro quadrado de chip.
Outro gigante chin�s da tecnologia, a Huawei, tamb�m se viu incapaz de fabricar seus pr�prios designs de chips Kirin 5 nm como resultado de uma interven��o mais recente do governo Trump.
No entanto, espera-se que a empresa revele, em breve, que estocou um lote feito pela TSMC para uso em seus pr�ximos smartphones Mate, que foram fabricados antes de a empresa taiwanesa ser for�ada a encerrar sua produ��o em setembro.
Smartphones mais inteligentes
Tudo isso � importante porque mudar para 5 nm � a chave para tornar nossos aparelhos mais inteligentes.� medida que os chips avan�am, mais tarefas que costumavam ser enviadas para servidores de computadores remotos para processamento podem ser feitas localmente.
J� vimos smartphones se tornarem capazes de transcrever notas de voz e reconhecer pessoas em fotos sem a necessidade de uma conex�o com a internet.
Agora, trabalhos de "intelig�ncia artificial" ainda mais complexos se tornam poss�veis, potencialmente ajudando os smartphones a entender melhor o mundo ao seu redor.
Mudar para transistores menores ajuda porque eles usam menos energia do que os maiores, o que significa que podem funcionar mais rapidamente. Com base nisso, a TSMC disse que seus chips de 5 nm oferecem um aumento de velocidade de 15% em rela��o � �ltima gera��o de 7 nm, usando a mesma energia.
Ganhos maiores tamb�m puderam ser obtidos porque os projetistas de chips tiveram espa�o para criar mais se��es especiais conhecidas como "aceleradores".
"Se voc� tem uma carga de trabalho definida — digamos, processamento de imagem, processamento de sinal de �udio, codifica��o de v�deo ou criptografia — a matem�tica envolvida � muito bem definida", explica Cutress. "E voc� pode projetar o acelerador para fazer a tarefa o mais r�pido poss�vel ou para estender a vida �til da bateria do dispositivo."
A Apple j� afirmou que seu chip A14 realizar� tarefas de machine learning "at� 10 vezes mais r�pido" do que o A13. Podemos esperar que, em breve, outras marcas de smartphones estar�o fazendo afirma��es semelhantes sobre seus produtos na medida em que migrarem para 5nm.
� claro que os consumidores ficar�o mais impressionados com os usos da tecnologia que melhoram a vida, do que com os hipot�ticos ganhos de velocidade. Mas nos pr�ximos anos, algumas aplica��es dos avan�os tecnol�gicos de 5 nm e depois de 3 nm devem se tornar �bvias para al�m dos smartphones — �culos inteligentes que n�o parecem muito volumosos, rel�gios inteligentes que duram mais entre recargas e, talvez, carros aut�nomos com pre�os mais acess�veis.
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