Pode ser confuso tentar entender todos os componentes complexos de um único chip de computador: camadas de componentes microscópicos conectados uns aos outros por meio de fios de cobre, alguns deles pouco mais largos do que alguns fios de DNA. Aninhado entre esses fios há um material isolante chamado dielétrico, que garante que os fios não se toquem e entrem em curto-circuito. Ao ampliar ainda mais, há um dielétrico específico colocado entre o chip e a estrutura abaixo dele; esse material, chamado filme dielétrico, é produzido em folhas tão finas quanto glóbulos brancos.
Durante 30 anos, apenas uma empresa japonesa chamada Ajinomoto ganhou bilhões produzindo esse filme específico. Os concorrentes se esforçaram para superá-la e, atualmente, a Ajinomoto detém mais de 90% do mercado do produto, que é usado em tudo, desde laptops até data centers.
Mas agora, uma startup com sede em Berkeley, Califórnia, está embarcando em um esforço hercúleo para destronar a Ajinomoto e trazer essa pequena fatia da cadeia de suprimentos de fabricação de chips de volta aos EUA.
A Thintronics está prometendo um produto criado especificamente para as demandas de computação da era da IA — um conjunto de novos materiais que a empresa afirma ter propriedades de isolamento mais altas e que, se adotado, pode significar data centers com velocidades de computação mais rápidas e custos de energia mais baixos.
A empresa está na liderança de uma nova onda de empresas sediadas nos EUA, impulsionada pela Lei CHIPS and Science Act, de US$ 280 bilhões, que busca conquistar uma parte do setor de semicondutores, que se tornou dominado por apenas um punhado de participantes internacionais. Mas, para ter sucesso, a Thintronics e seus concorrentes terão que superar uma série de desafios – resolver problemas técnicos, romper as antigas relações do setor e persuadir os titãs globais de semicondutores a acomodar novos fornecedores.
“Inventar novas plataformas de materiais e colocá-las no mundo é muito difícil”, diz o fundador e CEO da Thintronics, Stefan Pastine. Não é “para os fracos de coração”.
O gargalo do isolante
Se você reconhece o nome Ajinomoto, ficará provavelmente surpreso ao saber que ele desempenha um papel fundamental no setor de chips: a empresa é mais conhecida como o principal fornecedor mundial de tempero em pó MSG. Na década de 1990, a Ajinomoto descobriu que um subproduto do MSG era um excelente isolante e, desde então, tem desfrutado de um quase monopólio nesse nicho de material.
Mas a Ajinomoto não fabrica nenhuma das outras partes que compõem os chips. De fato, os materiais isolantes dos chips dependem de cadeias de suprimentos dispersas: uma camada usa materiais da Ajinomoto, outra usa materiais de outra empresa, e assim por diante, sem que nenhuma das camadas seja otimizada para trabalhar em conjunto. O sistema resultante funciona bem quando os dados estão sendo transmitidos por caminhos curtos, mas em distâncias maiores, como entre chips, os isoladores fracos atuam como um gargalo, desperdiçando energia e diminuindo a velocidade da computação. Recentemente, isso se tornou uma preocupação crescente, especialmente à medida que a escala de treinamento de IA se torna mais cara e consome quantidades impressionantes de energia. (A Ajinomoto não respondeu aos pedidos de comentários).
Nada disso fazia muito sentido para Pastine, um químico que vendeu sua empresa anterior, especializada em reciclagem de plásticos duros, para uma empresa de produtos químicos industriais em 2019. Naquela época, ele começou a acreditar que o setor de produtos químicos poderia ser lento para inovar e achava que o mesmo padrão estava impedindo os fabricantes de chips de encontrar materiais isolantes melhores. No setor de chips, diz ele, os isoladores “foram vistos como o filho bastardo” – eles não viram o progresso feito com transistores e outros componentes de chips.
Ele lançou a Thintronics naquele mesmo ano, com a esperança de que a descoberta de um isolante melhor pudesse proporcionar aos data centers velocidades de computação mais rápidas a custos mais baixos. Essa ideia não era inovadora — novos isolantes estão sendo constantemente pesquisados e implantados — mas Pastine acreditava que poderia encontrar a química certa para proporcionar um avanço.
James O'Donnell
