1
00:00:01,246 --> 00:00:04,890
Os computadores costumavam
ser do tamanho de uma sala.

2
00:00:04,890 --> 00:00:06,486
Mas agora cabem em nosso bolso,

3
00:00:06,486 --> 00:00:07,511
em nosso pulso

4
00:00:07,511 --> 00:00:11,024
e podem até mesmo ser
implantados dentro do nosso corpo.

5
00:00:11,024 --> 00:00:12,649
Isso é muito legal, não é?

6
00:00:12,809 --> 00:00:17,236
Isso foi possível
pela miniaturização de transistores,

7
00:00:17,236 --> 00:00:19,712
que são os pequenos
interruptores nos circuitos

8
00:00:19,712 --> 00:00:21,462
no coração dos nossos computadores.

9
00:00:22,051 --> 00:00:25,303
E isso foi alcançado através
de décadas de desenvolvimento

10
00:00:25,303 --> 00:00:28,085
e avanços na ciência e engenharia

11
00:00:28,085 --> 00:00:30,741
e de bilhões de dólares em investimento.

12
00:00:31,352 --> 00:00:34,150
Mas nos deu grandes
quantidades de capacidade,

13
00:00:34,150 --> 00:00:36,009
enormes quantidades de memória

14
00:00:36,009 --> 00:00:40,895
e a revolução digital que todos nós
conhecemos e desfrutamos hoje.

15
00:00:41,665 --> 00:00:44,513
Mas a má notícia é

16
00:00:44,513 --> 00:00:47,639
que estamos prestes a atingir
um obstáculo digital,

17
00:00:47,639 --> 00:00:51,963
conforme a taxa de miniaturização
de transistores está diminuindo.

18
00:00:52,471 --> 00:00:55,375
E isso está acontecendo
exatamente ao mesmo tempo

19
00:00:55,375 --> 00:00:59,427
em que a nossa inovação em software
continua incansavelmente

20
00:00:59,427 --> 00:01:03,241
com inteligência artificial
e grande volume de dados.

21
00:01:03,241 --> 00:01:08,285
Os dispositivos realizam reconhecimento
facial, aumentam a nossa realidade

22
00:01:08,285 --> 00:01:12,464
ou até mesmo dirigem carros pelas
nossas estradas perigosas e caóticas.

23
00:01:12,959 --> 00:01:14,166
É incrível.

24
00:01:14,618 --> 00:01:19,335
Mas se não acompanharmos
o apetite do nosso software,

25
00:01:19,335 --> 00:01:23,156
podemos chegar a um ponto
no desenvolvimento da nossa tecnologia

26
00:01:23,156 --> 00:01:27,390
em que as coisas que faríamos com o
software poderiam, de fato, ser limitadas

27
00:01:27,390 --> 00:01:28,865
pelo nosso hardware.

28
00:01:29,075 --> 00:01:33,653
Todos já experimentamos a frustração
de um smartphone ou tablet antigo

29
00:01:33,653 --> 00:01:36,841
morrendo lentamente
até parar ao longo do tempo

30
00:01:36,841 --> 00:01:40,820
sob o peso cada vez maior de atualizações
de software e novos recursos.

31
00:01:40,820 --> 00:01:44,277
E eles funcionavam muito bem
há pouco tempo quando os compramos.

32
00:01:44,277 --> 00:01:48,781
Mas os engenheiros de software esfomeados
consumiram toda a capacidade de hardware

33
00:01:48,781 --> 00:01:50,041
ao longo do tempo.

34
00:01:51,883 --> 00:01:55,525
A indústria de semicondutores
está muito ciente disso

35
00:01:55,525 --> 00:01:59,483
e está trabalhando em todo tipo
de soluções criativas,

36
00:01:59,483 --> 00:02:03,778
como ir além dos transistores
para a computação quântica

37
00:02:03,778 --> 00:02:08,014
ou mesmo trabalhando com transistores
em arquiteturas alternativas,

38
00:02:08,014 --> 00:02:09,641
como redes neurais,

39
00:02:09,641 --> 00:02:12,638
para fazer circuitos
mais robustos e eficientes.

40
00:02:13,270 --> 00:02:16,659
Mas essas abordagens levarão algum tempo

41
00:02:16,659 --> 00:02:21,260
e estamos procurando uma solução
muito mais imediata para esse problema.

42
00:02:22,899 --> 00:02:27,131
A taxa de miniaturização
de transistores está diminuindo

43
00:02:27,721 --> 00:02:32,391
devido à complexidade cada vez maior
do processo de fabricação.

44
00:02:33,142 --> 00:02:36,452
O transistor costumava ser
um dispositivo grande e volumoso,

45
00:02:36,452 --> 00:02:39,755
até a invenção do circuito integrado

46
00:02:39,755 --> 00:02:42,440
baseado em pastilhas
de silício cristalino puro.

47
00:02:42,946 --> 00:02:45,775
E depois de 50 anos
de desenvolvimento contínuo,

48
00:02:45,775 --> 00:02:49,162
podemos alcançar dimensões
de recursos de transistores

49
00:02:49,162 --> 00:02:51,675
de até 10 nanômetros.

50
00:02:52,361 --> 00:02:54,858
Podemos encaixar mais
de um bilhão de transistores

51
00:02:54,858 --> 00:02:57,785
em um único milímetro quadrado de silício.

52
00:02:58,273 --> 00:03:00,365
E para colocar isso em perspectiva:

53
00:03:00,365 --> 00:03:04,205
um fio de cabelo humano
tem 100 mícrons de espessura.

54
00:03:04,205 --> 00:03:06,718
Um glóbulo vermelho,
que é essencialmente invisível,

55
00:03:06,718 --> 00:03:08,381
tem oito mícrons de diâmetro

56
00:03:08,381 --> 00:03:11,735
e podemos colocar 12 na espessura
de um fio de cabelo humano.

57
00:03:12,467 --> 00:03:15,587
Mas um transistor,
em comparação, é muito menor,

58
00:03:15,591 --> 00:03:19,479
com uma pequena fração
de um mícron de diâmetro.

59
00:03:19,479 --> 00:03:23,059
Podemos colocar mais de 260 transistores

60
00:03:23,059 --> 00:03:25,071
através de um único glóbulo vermelho

61
00:03:25,071 --> 00:03:29,559
ou mais de 3 mil na espessura
de um fio de cabelo humano.

62
00:03:29,559 --> 00:03:33,847
É realmente incrível a nanotecnologia
no nosso bolso nesse momento.

63
00:03:35,204 --> 00:03:37,472
E além do benefício óbvio

64
00:03:37,472 --> 00:03:41,250
de poder colocar mais transistores
menores em um chip,

65
00:03:41,984 --> 00:03:45,476
transistores menores são
interruptores mais rápidos

66
00:03:46,166 --> 00:03:50,077
e também mais eficientes.

67
00:03:50,637 --> 00:03:53,178
Então essa combinação nos deu

68
00:03:53,178 --> 00:03:57,451
o menor custo, maior desempenho
e maior eficiência eletrônica

69
00:03:57,451 --> 00:03:59,478
que todos nós desfrutamos hoje.

70
00:04:02,415 --> 00:04:05,279
Para fabricar estes circuitos integrados,

71
00:04:05,279 --> 00:04:08,471
os transistores são construídos
camada por camada,

72
00:04:08,471 --> 00:04:10,788
numa pastilha de silício cristalino puro.

73
00:04:11,332 --> 00:04:13,620
E em um sentido simplista,

74
00:04:13,620 --> 00:04:17,925
cada minúsculo recurso
do circuito é projetado

75
00:04:17,925 --> 00:04:20,261
sobre a superfície da pastilha de silício,

76
00:04:20,261 --> 00:04:23,984
gravado em material sensível à luz

77
00:04:23,984 --> 00:04:26,957
e, em seguida, gravado através
do material sensível à luz,

78
00:04:26,957 --> 00:04:29,932
para deixar o padrão
nas camadas subjacentes.

79
00:04:30,612 --> 00:04:34,746
E este processo foi drasticamente
melhorado ao longo dos anos

80
00:04:34,746 --> 00:04:37,493
para proporcionar o desempenho
eletrônico que temos hoje.

81
00:04:38,279 --> 00:04:41,761
Mas conforme os recursos do transistor
ficam cada vez menores,

82
00:04:41,761 --> 00:04:44,862
nos aproximamos das limitações físicas

83
00:04:44,862 --> 00:04:46,689
desta técnica de fabricação.

84
00:04:48,515 --> 00:04:51,700
Os sistemas mais recentes
para fazer esse padrão

85
00:04:51,700 --> 00:04:53,987
tornaram-se tão complexos

86
00:04:53,987 --> 00:04:58,761
que custariam mais
de US$ 100 milhões cada.

87
00:04:58,761 --> 00:05:03,082
E as fábricas de semicondutores
contêm dezenas dessas máquinas.

88
00:05:03,082 --> 00:05:07,462
Então as pessoas estão questionando:
esta abordagem é viável a longo prazo?

89
00:05:08,441 --> 00:05:12,181
Mas acreditamos que podemos
fabricar os chips

90
00:05:12,181 --> 00:05:16,168
de uma maneira totalmente diferente
e muito mais econômica

91
00:05:16,966 --> 00:05:21,029
usando engenharia molecular
e imitando a natureza

92
00:05:21,029 --> 00:05:24,576
nas dimensões nanoscópicas
de nossos transistores.

93
00:05:25,267 --> 00:05:29,988
Como eu disse, a manufatura convencional
usa todos os recursos do circuito

94
00:05:29,988 --> 00:05:32,076
e projeta-o no silício.

95
00:05:32,818 --> 00:05:35,602
Mas se observarmos a estrutura
de um circuito integrado,

96
00:05:35,602 --> 00:05:37,620
as matrizes dos transistores,

97
00:05:37,620 --> 00:05:41,293
muitas das funcionalidades
são repetidas milhões de vezes.

98
00:05:41,293 --> 00:05:43,845
É uma estrutura altamente periódica.

99
00:05:44,331 --> 00:05:47,509
Então, queremos aproveitar
essa periodicidade

100
00:05:47,509 --> 00:05:50,170
em nossa técnica
de fabricação alternativa.

101
00:05:50,170 --> 00:05:53,629
Queremos usar materiais de automontagem

102
00:05:53,629 --> 00:05:56,640
para formar naturalmente
as estruturas periódicas

103
00:05:56,640 --> 00:05:59,337
que precisamos para nossos transistores.

104
00:06:00,052 --> 00:06:02,284
Fazemos isso com os materiais,

105
00:06:02,284 --> 00:06:05,695
que, então, fazem o trabalho duro
da padronização fina,

106
00:06:05,695 --> 00:06:10,538
ao invés de empurrar a tecnologia
de projeção para seus limites e além.

107
00:06:11,909 --> 00:06:15,868
A automontagem é vista na natureza
em muitos lugares diferentes,

108
00:06:15,868 --> 00:06:19,312
de membranas lipídicas
a estruturas celulares,

109
00:06:19,312 --> 00:06:22,361
então sabemos que pode ser
uma solução robusta.

110
00:06:22,361 --> 00:06:25,906
Se é bom o suficiente para a natureza,
deve ser bom o suficiente para nós.

111
00:06:26,549 --> 00:06:31,399
Então, queremos pegar
essa automontagem robusta e natural

112
00:06:31,399 --> 00:06:35,338
e usá-la para a fabricação
de nossa tecnologia de semicondutores.

113
00:06:36,929 --> 00:06:39,544
Um tipo de material de automontagem,

114
00:06:40,388 --> 00:06:42,685
chamado de copolímero em bloco,

115
00:06:42,685 --> 00:06:47,482
consiste em duas cadeias poliméricas com
umas dezenas de nanômetros de comprimento.

116
00:06:47,482 --> 00:06:49,587
Mas essas cadeias se odeiam.

117
00:06:49,587 --> 00:06:51,055
Elas se repelem,

118
00:06:51,055 --> 00:06:55,026
muito parecido com óleo e água
ou meu filho e minha filha adolescentes.

119
00:06:55,026 --> 00:06:56,417
(Risos)

120
00:06:56,417 --> 00:06:59,165
Mas nós cruelmente os unimos,

121
00:06:59,165 --> 00:07:01,894
criando uma frustração inerente no sistema

122
00:07:01,894 --> 00:07:04,074
conforme eles tentam
se separar um do outro.

123
00:07:04,716 --> 00:07:08,051
No material a granel, há bilhões deles,

124
00:07:08,051 --> 00:07:11,416
os componentes similares
tentam ficar juntos

125
00:07:11,416 --> 00:07:15,399
e os componentes opostos tentam
se separar um do outro, ao mesmo tempo.

126
00:07:15,399 --> 00:07:19,176
E isso tem uma frustração embutida,
uma tensão no sistema.

127
00:07:19,176 --> 00:07:23,449
Ele se move, se contorce
até que surge uma forma.

128
00:07:24,209 --> 00:07:28,327
E a forma natural de automontagem
que surge é em nanoescala,

129
00:07:28,327 --> 00:07:32,088
é regular, periódica e de longo alcance,

130
00:07:32,088 --> 00:07:35,890
que é exatamente o que precisamos
para nossas matrizes de transistores.

131
00:07:37,347 --> 00:07:39,908
Então podemos usar engenharia molecular

132
00:07:39,908 --> 00:07:43,046
para projetar diferentes formas
de diferentes tamanhos

133
00:07:43,046 --> 00:07:45,123
e diferentes periodicidades.

134
00:07:45,123 --> 00:07:47,868
Por exemplo, se pegarmos
uma molécula simétrica,

135
00:07:47,868 --> 00:07:50,967
em que as duas cadeias poliméricas
são de comprimento semelhante,

136
00:07:50,967 --> 00:07:53,642
a estrutura automontada
natural que é formada

137
00:07:53,642 --> 00:07:56,595
é uma linha longa e sinuosa

138
00:07:56,595 --> 00:07:58,389
parecida com uma impressão digital.

139
00:07:58,951 --> 00:08:01,303
A largura das linhas da impressão digital

140
00:08:01,303 --> 00:08:03,337
e a distância entre elas

141
00:08:03,337 --> 00:08:07,352
é determinada pelo comprimento
de nossas cadeias poliméricas,

142
00:08:07,352 --> 00:08:10,560
mas também pelo nível
de frustração embutida no sistema.

143
00:08:11,320 --> 00:08:13,878
E podemos até criar
estruturas mais elaboradas

144
00:08:15,487 --> 00:08:17,926
se usarmos moléculas assimétricas,

145
00:08:18,839 --> 00:08:22,924
nas quais uma cadeia polimérica é
significativamente mais curta que a outra.

146
00:08:23,749 --> 00:08:26,489
E a estrutura automontada
que se forma neste caso

147
00:08:26,489 --> 00:08:30,333
está com as cadeias mais curtas
formando uma bola apertada no meio,

148
00:08:30,333 --> 00:08:34,198
e é cercada por cadeias poliméricas
mais longas e opostas,

149
00:08:34,198 --> 00:08:36,220
formando um cilindro natural.

150
00:08:37,089 --> 00:08:39,214
O tamanho deste cilindro

151
00:08:39,214 --> 00:08:41,133
e a distância entre os cilindros,

152
00:08:41,133 --> 00:08:42,693
a periodicidade,

153
00:08:42,693 --> 00:08:46,321
é determinado por quanto tempo
fazemos as cadeias poliméricas

154
00:08:46,321 --> 00:08:48,983
e o nível de frustração embutida.

155
00:08:49,896 --> 00:08:53,814
Então, em outras palavras,
estamos usando engenharia molecular

156
00:08:53,814 --> 00:08:56,673
para automontar estruturas em nanoescala

157
00:08:56,673 --> 00:09:01,557
que podem ser linhas ou cilindros do
tamanho e periodicidade do nosso projeto.

158
00:09:02,369 --> 00:09:05,716
Usamos química, engenharia química,

159
00:09:05,716 --> 00:09:10,479
para fabricar os recursos em nanoescala
que precisamos para nossos transistores.

160
00:09:13,611 --> 00:09:17,690
Mas a capacidade
de automontar essas estruturas

161
00:09:17,690 --> 00:09:19,971
só nos leva até a metade do caminho,

162
00:09:20,171 --> 00:09:22,984
porque ainda precisamos
posicionar essas estruturas

163
00:09:22,984 --> 00:09:26,528
onde queremos os transistores
no circuito integrado.

164
00:09:27,246 --> 00:09:30,014
Mas podemos fazer isso
com relativa facilidade

165
00:09:30,014 --> 00:09:32,829
usando estruturas de guia largas

166
00:09:33,499 --> 00:09:36,949
que fixam as estruturas automontadas,

167
00:09:36,949 --> 00:09:39,000
ancorando-as no lugar

168
00:09:39,000 --> 00:09:41,851
e forçando o resto
das estruturas automontadas

169
00:09:41,851 --> 00:09:43,225
a ficarem em paralelo,

170
00:09:43,225 --> 00:09:45,599
alinhado-as com a nossa estrutura de guia.

171
00:09:46,510 --> 00:09:51,189
Por exemplo, se quisermos fazer
uma linha fina de 40 nanômetros,

172
00:09:51,189 --> 00:09:55,311
que é muito difícil de fabricar
com tecnologia de projeção convencional,

173
00:09:56,274 --> 00:10:01,109
podemos fabricar uma estrutura
de guia de 120 nanômetros

174
00:10:01,109 --> 00:10:03,667
com tecnologia de projeção normal,

175
00:10:03,667 --> 00:10:09,682
e essa estrutura alinhará três
das linhas de 40 nanômetros entre elas.

176
00:10:10,272 --> 00:10:14,995
Então os materiais estão fazendo
o padrão fino mais difícil.

177
00:10:15,790 --> 00:10:19,697
Chamamos toda essa abordagem
de "automontagem dirigida".

178
00:10:21,586 --> 00:10:24,420
O desafio da automontagem dirigida

179
00:10:24,420 --> 00:10:28,260
é que todo o sistema precisa
se alinhar quase perfeitamente,

180
00:10:28,920 --> 00:10:33,805
porque qualquer defeitozinho na estrutura
pode causar uma falha no transistor.

181
00:10:34,205 --> 00:10:37,028
E porque há bilhões
de transistores em nosso circuito,

182
00:10:37,028 --> 00:10:40,390
precisamos de um sistema
quase molecularmente perfeito.

183
00:10:40,977 --> 00:10:44,342
Mas estamos tomando medidas
extraordinárias para alcançar isto,

184
00:10:44,342 --> 00:10:47,239
da limpeza de nossa química

185
00:10:47,239 --> 00:10:49,609
ao processamento cuidadoso dos materiais

186
00:10:49,609 --> 00:10:51,164
na fábrica de semicondutores

187
00:10:51,164 --> 00:10:55,730
para eliminar até mesmo
os menores defeitos nanoscópicos.

188
00:10:57,311 --> 00:11:02,571
A automontagem dirigida
é uma nova tecnologia inovadora,

189
00:11:02,571 --> 00:11:05,094
mas ainda está em fase de desenvolvimento.

190
00:11:05,680 --> 00:11:09,561
Estamos crescendo na confiança
de que podemos, de fato, introduzi-la

191
00:11:09,565 --> 00:11:11,322
na indústria de semicondutores

192
00:11:11,322 --> 00:11:14,263
como um novo processo
de fabricação revolucionário

193
00:11:14,263 --> 00:11:16,324
nos próximos anos.

194
00:11:17,014 --> 00:11:20,128
E se pudermos fazer isso,
se formos bem-sucedidos,

195
00:11:20,128 --> 00:11:21,663
nós poderemos continuar

196
00:11:21,663 --> 00:11:24,905
com a miniaturização
econômica de transistores,

197
00:11:24,909 --> 00:11:28,712
continuar com a espetacular
expansão da computação

198
00:11:28,712 --> 00:11:30,618
e da revolução digital.

199
00:11:30,618 --> 00:11:34,207
E mais, isso poderia ser
o alvorecer de uma nova era

200
00:11:34,207 --> 00:11:36,422
de fabricação molecular.

201
00:11:36,422 --> 00:11:38,247
Isso é muito legal, não é?

202
00:11:38,519 --> 00:11:39,737
Obrigado.

203
00:11:39,737 --> 00:11:41,980
(Aplausos)