0:00:01.246,0:00:04.830
Os computadores costumavam [br]ser do tamanho de uma sala.

0:00:04.854,0:00:06.526
Mas agora cabem no nosso bolso,

0:00:06.550,0:00:07.889
no nosso pulso

0:00:07.889,0:00:10.984
e até podem ser implantados[br]dentro do nosso corpo.

0:00:11.038,0:00:12.768
Não é fantástico?

0:00:12.809,0:00:17.116
E isso é possível, graças[br]à miniaturização dos transístores,

0:00:17.170,0:00:19.792
que são os pequenos interruptores[br]nos circuitos

0:00:19.816,0:00:22.100
no coração dos nossos computadores.

0:00:22.081,0:00:25.343
Conseguimos isso graças[br]a décadas de desenvolvimento

0:00:25.387,0:00:28.105
e de avanços na ciência e na engenharia

0:00:28.139,0:00:31.105
e a milhares de milhões[br]de dólares em investimento.

0:00:31.352,0:00:34.250
Isso deu-nos[br]grandes quantidades de computação,

0:00:34.264,0:00:36.169
grande quantidade de memória

0:00:36.193,0:00:41.119
e a revolução digital que todos[br]experimentamos e apreciamos hoje.

0:00:41.845,0:00:44.433
Mas o problema

0:00:44.457,0:00:47.439
é que estamos prestes a atingir[br]um obstáculo digital,

0:00:47.613,0:00:50.331
porque o ritmo de miniaturização[br]dos transístores

0:00:50.331,0:00:52.561
está a diminuir de velocidade.

0:00:52.591,0:00:55.385
Isso está a acontecer[br]exatamente na mesma altura

0:00:55.429,0:00:59.367
em que a inovação em "software"[br]continua incansavelmente

0:00:59.391,0:01:03.151
com a inteligência artificial[br]e os grandes volumes de dados.

0:01:03.175,0:01:05.559
Os nossos dispositivos[br]executam regularmente

0:01:05.569,0:01:08.259
o reconhecimento facial,[br]aumentam a nossa realidade

0:01:08.289,0:01:12.710
ou até mesmo dirigem carros[br]nas estradas traiçoeiras e caóticas.

0:01:12.959,0:01:14.410
É incrível!

0:01:14.658,0:01:19.205
Mas se não acompanharmos[br]o apetite do nosso "software",

0:01:19.269,0:01:22.991
podemos chegar a um ponto[br]no desenvolvimento da nossa tecnologia

0:01:23.610,0:01:26.391
em que as coisas que podíamos fazer[br]com o "software"

0:01:26.414,0:01:28.862
podem ficar limitadas pelo "hardware".

0:01:29.075,0:01:33.711
Todos nós já experimentámos a frustração[br]de um "smartphone" ou "tablet" antigos

0:01:33.711,0:01:36.795
a funcionar lentamente[br]até parar por completo

0:01:36.835,0:01:40.770
sob o peso crescente das atualizações[br]do "software" e de novos recursos.

0:01:40.954,0:01:44.307
Funcionavam muito bem[br]quando os comprámos, há pouco tempo.

0:01:44.371,0:01:46.481
Mas os famintos engenheiros de "software"

0:01:46.481,0:01:48.985
consumiram toda[br]a capacidade do "hardware"

0:01:48.985,0:01:50.831
ao longo do tempo.

0:01:51.883,0:01:55.445
A indústria de semicondutores[br]está plenamente consciente disso

0:01:55.519,0:01:59.403
e está a trabalhar em[br]todo o tipo de soluções criativas,

0:01:59.427,0:02:03.738
como passar dos transístores[br]para a computação quântica

0:02:03.762,0:02:07.974
ou mesmo trabalhar com transístores[br]com arquiteturas alternativas

0:02:07.998,0:02:09.601
como redes neurais

0:02:09.625,0:02:12.855
para tornar os circuitos[br]mais robustos e eficientes.

0:02:13.270,0:02:16.609
Mas essas abordagens[br]vão demorar um pouco

0:02:16.633,0:02:21.260
e estamos a procurar uma solução[br]muito mais imediata para este problema.

0:02:22.899,0:02:27.681
A razão por que o ritmo da miniaturização[br]dos transístores está a diminuir

0:02:27.705,0:02:32.641
é a crescente complexidade[br]do processo de fabrico.

0:02:33.142,0:02:36.392
O transístor costumava ser[br]um dispositivo grande e volumoso,

0:02:36.486,0:02:39.725
até à invenção do circuito integrado

0:02:39.749,0:02:42.543
à base de bolachas [br]de silício cristalino puro.

0:02:42.946,0:02:45.939
Ao fim de 50 anos[br]de desenvolvimento contínuo,

0:02:45.959,0:02:48.622
agora podemos fabricar transístores

0:02:48.636,0:02:51.729
com uma dimensão até 10 nanómetros.

0:02:52.361,0:02:55.138
Podemos encaixar mais [br]de mil milhões de transístores

0:02:55.162,0:02:58.860
num só milímetro quadrado de silício.

0:02:58.273,0:03:00.405
Para colocar isto em perspetiva,

0:03:00.429,0:03:04.145
um cabelo humano tem [br]100 mícrones de diâmetro.

0:03:04.169,0:03:06.688
Um glóbulo vermelho,[br]que é praticamente invisível,

0:03:06.712,0:03:08.311
tem oito mícrones de diâmetro,

0:03:08.335,0:03:11.875
e podemos colocar 12 alinhados[br]na largura de um cabelo humano.

0:03:12.467,0:03:15.597
Mas um transístor,[br]em comparação, é muito menor,

0:03:15.661,0:03:19.389
com uma pequena fração[br]de um mícron de largura.

0:03:19.463,0:03:23.009
Podemos colocar mais de 260 transístores

0:03:23.033,0:03:25.221
no diâmetro de um só glóbulo vermelho

0:03:25.225,0:03:29.709
ou seja, mais de 3000[br]na largura de um cabelo humano.

0:03:29.773,0:03:33.847
É uma nanotecnologia espantosa[br]no nosso bolso.

0:03:35.204,0:03:37.392
Para além do benefício óbvio

0:03:37.416,0:03:41.884
de poder colocar mais transístores[br]mais pequenos num "chip",

0:03:41.984,0:03:45.866
os transístores mais pequenos[br]são interruptores mais rápidos,

0:03:46.166,0:03:50.497
e os transístores mais pequenos[br]também são interruptores mais eficientes.

0:03:50.591,0:03:53.068
Essa combinação tem-nos dado

0:03:53.092,0:03:57.491
menor custo, maior desempenho[br]e uma eletrónica de maior eficiência

0:03:57.515,0:03:59.718
de que todos desfrutamos hoje.

0:04:02.415,0:04:05.309
Para fabricar esses circuitos integrados,

0:04:05.353,0:04:08.411
os transístores são montados[br]camada a camada,

0:04:08.435,0:04:11.139
numa bolacha de silício cristalino puro.

0:04:11.332,0:04:13.720
Para dizê-lo de forma simples,

0:04:13.744,0:04:17.865
cada pequena característica[br]do circuito é projetada

0:04:17.889,0:04:20.425
na superfície da bolacha de silicone

0:04:20.455,0:04:23.924
e gravada numa camada[br]de material sensível à luz

0:04:23.948,0:04:26.887
e depois gravada através[br]do material sensível à luz

0:04:26.921,0:04:30.238
para deixar o padrão[br]nas camadas subjacentes.

0:04:30.612,0:04:34.766
Este processo tem melhorado[br]drasticamente ao longo dos anos

0:04:34.790,0:04:37.789
para dar à eletrónica[br]o desempenho que temos hoje.

0:04:38.279,0:04:41.721
Mas à medida que as características[br]do transístor diminuem,

0:04:41.745,0:04:44.782
estamos a aproximar-nos[br]das limitações físicas

0:04:44.806,0:04:47.179
desta técnica de fabrico.

0:04:48.515,0:04:51.620
Os sistemas mais recentes[br]para realizar esse padrão

0:04:51.644,0:04:53.947
tornaram-se tão complexos

0:04:53.971,0:04:58.701
que custam mais de 100 milhões[br]de dólares cada.

0:04:58.725,0:05:03.012
E as fábricas de semicondutores[br]possuem dezenas dessas máquinas.

0:05:03.036,0:05:07.601
Então, as pessoas estão a questionar[br]se esta abordagem é viável a longo prazo.

0:05:08.441,0:05:12.121
Acreditamos que podemos[br]fabricar os "chips"

0:05:12.145,0:05:16.168
de uma forma totalmente diferente[br]e muito mais económica,

0:05:16.966,0:05:20.939
usando a engenharia molecular[br]e imitando a natureza

0:05:20.963,0:05:24.638
à dimensão em nanoescala[br]dos nossos transístores.

0:05:25.267,0:05:27.172
Como eu disse, o fabrico convencional

0:05:27.192,0:05:29.952
agarra em todas as pequenas[br]características do circuito

0:05:29.952,0:05:32.347
e projeta-as no silício.

0:05:32.818,0:05:35.562
Mas se olharmos para a estrutura[br]de um circuito integrado,

0:05:35.586,0:05:37.644
para as matrizes do transístor,

0:05:37.644,0:05:41.213
muitas das características[br]repetem-se milhões de vezes.

0:05:41.237,0:05:43.996
É uma estrutura altamente periódica.

0:05:44.331,0:05:47.399
Então, queremos tirar partido[br]dessa periodicidade

0:05:47.423,0:05:50.180
na nossa técnica alternativa de fabrico.

0:05:50.214,0:05:53.579
Queremos usar materiais [br]de montagem automática

0:05:53.603,0:05:56.580
para formar naturalmente [br]as estruturas periódicas

0:05:56.604,0:05:59.327
de que precisamos para os transístores.

0:06:00.052,0:06:02.194
Fazemos isso com os materiais,

0:06:02.218,0:06:05.655
e depois os materiais fazem[br]o trabalho difícil do padrão fino,

0:06:05.679,0:06:10.538
em vez de empurrarem a tecnologia[br]de projeção para além do seu limite.

0:06:11.909,0:06:15.808
Vemos a automontagem na Natureza[br]em muitos lugares diferentes,

0:06:15.832,0:06:19.242
nas membranas lipídicas[br]nas estruturas celulares,

0:06:19.266,0:06:22.321
por isso sabemos que[br]pode ser uma solução robusta.

0:06:22.345,0:06:26.131
Se é bom para a Natureza,[br]deve ser bom para nós.

0:06:26.549,0:06:31.349
Queremos aproveitar esta automontagem[br]robusta que ocorre naturalmente

0:06:31.373,0:06:35.338
e usá-la para o fabrico[br]da nossa tecnologia de semicondutores.

0:06:36.929,0:06:40.100
Um tipo de material [br]de montagem automática

0:06:40.388,0:06:42.675
— chama-se copolímero em bloco —

0:06:42.719,0:06:45.121
consiste em duas cadeias de polímeros

0:06:45.121,0:06:47.466
só com umas dezenas[br]de nanómetros de comprimento.

0:06:47.466,0:06:49.517
Mas essas cadeias odeiam-se.

0:06:49.541,0:06:52.475
Repelem-se, como o óleo e a água

0:06:52.579,0:06:55.196
ou o meu filho[br]e a minha filha adolescentes.

0:06:55.210,0:06:56.327
(Risos)

0:06:56.351,0:06:59.125
Mas nós unimo-las cruelmente,

0:06:59.149,0:07:01.844
criando uma frustração[br]intrínseca no sistema,

0:07:01.868,0:07:04.347
enquanto tentam separar-se.

0:07:04.716,0:07:08.081
Nesta matéria prima,[br]há milhares de milhões destas cadeias,

0:07:08.125,0:07:11.356
e as cadeias semelhantes[br]tentam manter-se juntas

0:07:11.410,0:07:14.159
e as cadeias opostas[br]tentam separar-se umas das outras

0:07:14.183,0:07:15.808
tudo ao mesmo tempo.

0:07:15.832,0:07:19.226
Isso provoca uma frustração interna,[br]uma tensão no sistema.

0:07:19.450,0:07:23.697
Elas deslocam-se, retorcem-se[br]até se criar uma forma.

0:07:24.209,0:07:28.257
Essa forma automontada natural[br]que se forma à nanoescala,

0:07:28.281,0:07:32.008
é regular, é periódica,[br]e a longo prazo,

0:07:32.042,0:07:34.219
o que é exatamente[br]aquilo de que precisamos

0:07:34.248,0:07:36.608
para as matrizes do transístor.

0:07:37.347,0:07:39.878
Assim, podemos usar[br]a engenharia molecular

0:07:39.902,0:07:42.966
para projetar formas diversas[br]de tamanhos diferentes

0:07:42.990,0:07:45.053
e de diferentes periodicidades.

0:07:45.077,0:07:47.888
Por exemplo, se tomarmos[br]uma molécula simétrica,

0:07:47.942,0:07:50.907
em que as duas cadeias de polímeros[br]têm o mesmo comprimento,

0:07:50.931,0:07:53.602
a estrutura automontada[br]que se forma naturalmente

0:07:53.626,0:07:56.555
é uma linha longa e sinuosa,

0:07:56.579,0:07:58.905
muito parecida[br]com uma impressão digital.

0:07:58.951,0:08:01.273
E a largura das linhas[br]dessa impressão digital

0:08:01.327,0:08:03.307
e a distância entre elas

0:08:03.331,0:08:07.242
são determinadas pelo comprimento[br]das cadeias de polímeros

0:08:07.266,0:08:10.560
mas também pelo nível[br]da frustração interna do sistema.

0:08:11.320,0:08:14.318
Até podemos criar[br]estruturas mais elaboradas

0:08:15.487,0:08:18.556
se usarmos moléculas assimétricas,

0:08:18.839,0:08:20.949
em que uma cadeia de polímeros

0:08:20.978,0:08:23.539
é significativamente[br]mais curta que a outra.

0:08:23.749,0:08:26.459
A estrutura automontada[br]que se forma neste caso

0:08:26.483,0:08:30.283
constitui uma bola apertada[br]com as correntes curtas no meio,

0:08:30.307,0:08:34.148
cercada pelas cadeias de polímeros[br]opostas, mais compridas,

0:08:34.172,0:08:36.383
formando um cilindro natural.

0:08:37.089,0:08:39.164
O tamanho deste cilindro

0:08:39.188,0:08:42.603
e a distância entre[br]os cilindros, a periodicidade,

0:08:42.627,0:08:46.514
são de novo determinados pelo comprimento[br]que damos às cadeias de polímeros

0:08:46.514,0:08:49.428
e pelo nível de frustração interna.

0:08:49.896,0:08:53.774
Por outras palavras, estamos a usar[br]a engenharia molecular

0:08:53.798,0:08:56.623
para automontar estruturas à nanoescala

0:08:56.647,0:08:58.829
que podem ser linhas ou cilindros

0:08:58.849,0:09:02.129
com o tamanho e a periodicidade[br]do nosso "design".

0:09:02.369,0:09:05.666
Estamos a usar a química,[br]a engenharia química,

0:09:05.770,0:09:10.659
para fabricar as características[br]necessárias para os transístores.

0:09:13.611,0:09:17.660
Mas a capacidade[br]de automontar essas estruturas

0:09:17.684,0:09:20.121
só nos leva a meio do caminho,

0:09:20.145,0:09:22.954
porque ainda precisamos[br]de posicionar essas estruturas

0:09:22.978,0:09:26.763
onde queremos os transístores[br]no circuito integrado.

0:09:27.246,0:09:29.984
Mas podemos fazer isso [br]com relativa facilidade

0:09:30.008,0:09:36.985
usando largas estruturas guias[br]que fixam as estruturas automontadas,

0:09:37.009,0:09:39.040
prendendo-as no seu lugar

0:09:39.094,0:09:41.801
e forçando o resto[br]das estruturas automontadas

0:09:41.825,0:09:43.315
a manterem-se em paralelo,

0:09:43.379,0:09:45.998
alinhadas com a nossa estrutura guia.

0:09:46.510,0:09:51.149
Por exemplo, se quisermos fazer[br]uma linha fina de 40 nanómetros,

0:09:51.173,0:09:55.782
que é muito difícil de fabricar[br]com a tecnologia de projeção convencional,

0:09:56.274,0:10:01.059
podemos fabricar[br]uma estrutura guia de 120 nanómetros

0:10:01.083,0:10:03.587
com a tecnologia de projeção normal,

0:10:03.611,0:10:10.202
e essa estrutura alinhará três[br]das linhas de 40 nanómetros no meio.

0:10:10.226,0:10:15.095
Então, são os materiais que fazem[br]o trabalho mais difícil.

0:10:15.790,0:10:19.927
Chamamos a toda esta abordagem[br]"automontagem dirigida".

0:10:21.586,0:10:24.340
O problema da automontagem dirigida

0:10:24.364,0:10:28.840
é que todo o sistema[br]precisa de alinhar quase perfeitamente,

0:10:28.864,0:10:31.539
porque qualquer pequeno defeito [br]na estrutura

0:10:31.539,0:10:34.169
pode causar a falha do transístor.

0:10:34.209,0:10:37.398
E como há milhares de milhões[br]de transístores no nosso circuito,

0:10:37.412,0:10:40.771
precisamos de um sistema[br]quase molecularmente perfeito.

0:10:40.977,0:10:43.172
Mas estamos a fazer[br]esforços extraordinários

0:10:43.196,0:10:44.643
para conseguir isso,

0:10:44.647,0:10:47.339
seja a limpeza da nossa química

0:10:47.393,0:10:49.729
seja o processamento cuidadoso[br]destes materiais

0:10:49.753,0:10:51.448
na fábrica de semicondutores

0:10:51.448,0:10:55.730
para remover os mais pequenos[br]defeitos nanoscópicos.

0:10:57.311,0:11:02.501
A automontagem dirigida é uma tecnologia [br]revolucionária, promissora,

0:11:02.525,0:11:05.464
mas ainda está na fase de desenvolvimento.

0:11:05.680,0:11:09.541
Mas cada vez temos mais confiança[br]de que podemos apresentá-la

0:11:09.565,0:11:11.252
à indústria de semicondutores

0:11:11.276,0:11:14.233
como um novo processo[br]revolucionário de fabrico

0:11:14.257,0:11:16.734
nos próximos anos.

0:11:17.014,0:11:20.048
Se pudermos fazer isso,[br]se tivermos sucesso,

0:11:20.072,0:11:21.603
poderemos continuar

0:11:21.627,0:11:24.885
com a miniaturização de transístores,[br]económica e eficiente,

0:11:24.909,0:11:28.662
continuar com a expansão[br]espetacular da computação

0:11:28.686,0:11:30.568
e a revolução digital.

0:11:30.662,0:11:34.137
Além do mais, isso até pode ser[br]o alvorecer de uma nova era

0:11:34.161,0:11:36.392
de fabrico molecular.

0:11:36.416,0:11:37.947
Não é fantástico?

0:11:38.519,0:11:39.677
Obrigado.

0:11:39.701,0:11:43.182
(Aplausos)