junho 13, 2010
Nerd:Como é feito um chip .
Qual a relação existente entre uma praia e um computador? Aparentemente, nenhuma possível. Mas, por mais incrível que possa parecer, o que possibilita a existência de um PC e de toda tecnologia hoje é… a areia. Nela encontra-se em abundância o silício, principal matéria-prima dos chips.
Protagonista da trajetória tecnológica do homem, a utilização do silício remonta à Era Paleolítica, quando homens da idade da pedra se utilizavam dos compostos desse material na fabricação de objetos e ferramentas. O silício é o segundo elemento mais encontrado na natureza, perdendo apenas para o oxigênio. Para se ter uma idéia, ele representa 27% da massa estimada da crosta terrestre.
O processo de fabricação de um chip possui mais de 100 etapas, e leva em média 2 meses para ser concluído. O tamanho do laboratório onde ele é feito chega a ser o de dois campos de futebol, e todo o ambiente possui um sistema de refrigeração que mantém o ar do laboratório mais limpo que o ar de um hospital. Tudo isso para proteger o chip do seu maior inimigo em potencial: a sujeira. Ela pode comprometer fatalmente a qualidade do chip, e por isso, até mesmo os profissionais do laboratório usam roupas especiais. Para se ter uma idéia do grau de pureza no silício utilizado para fabricação de chips, a cada 1 bilhão de átomos, apenas um não é de silício. Ou seja: 99,9999% é silício. Devido a essa exigência, o chip é uma das tecnologias mais caras de serem produzidas, com um disco de silício de 30 centímetros custando 20.000 dólares! Por isso pense duas vezes antes de dizer que a Intel mete a faca nos consumidores.
Como se dá todo esse processo, que vai da areia até esses mini objetos? Depois de extraído o silício da areia, esse material bruto é derretido sob altas temperaturas, para depois ser resfriado na forma de um grande cilindro, de 20 a 30 centímetros de diâmetro. A pureza é testada, e o bloco, polido. Passada esta fase, esses cilindros são cortados em finas fatias, e se transformam nos chamados “silicon wafers“, com uma espessura inferior a um cartão de crédito. O silício é um material essencial para a fabricação do chip por causa de uma única característica essencial: a semicondutividade. Essa caracterítica nos materiais é capaz de permitir a condução de eletricidade ou bloqueá-la. Para o chip, essa semicondutividade é usada para que se bloqueie a eletricidade. Ele vai moldar, futuramente, o caminho por onde a eletricidade fluirá.
A chave para a próxima etapa está na luz. O wafer de sílício é revestido por um material fotossensível. Raios ultra-violetas são incididos sobre algumas partes dessa superfície, formando estruturas sólidas (os primeiros circuitos). A máscara fotossensível tem um padrão diferente para cada área do processador, de acordo com o desenho que se pretende obter. Aplica-se uma nova camada de silicio, material fotossensível e novos circuitos são criados. O procedimento é repetido diversas vezes.A próxima fase é a implantação de íons, que vão fornecer as propriedades elétricas. Sob altas temperaturas, os átomos se tornam maleáveis e assumem diferentes posições na placa. Formam-se os pequenos transistores. A última etapa é revestir a placa com uma camada de cobre, onde esses transistores serão isolados. Retira-se o excesso de cobre, para aplicar as diversas camadas de metal, que vão conectar os transistores entre si. O design dessas conexões é determinado pela função do processador fabricado. Mesmo pequeno, se você olhar um chip por um microscópio, você verá mais de 20 camadas para que se tenha um circuito complexo.
Finalmente, o wafer é testado e cortado em várias partes. Os que passarem no teste são revestidos por um bloco de material semicondutor e finalizados com uma camada de metal chamada dissipador de calor, ou heatspeader, que evita que o chip seja afetado por altas temperaturas . Novamente eles são testados, para serem enfim embalados e comercializados.
Estranho pensar que todo esse processo começa com areia, não? A fabricação de um chip é longa, cara e as instalações são complexas. Todas as fases exigem alta tecnologia, desde a extração do silício até o desenvolvimento dos circuitos super complexos. Da próxima vez que estiver em uma praia, pense que você está andando sobre milhares de chips em potencial.
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