Ajudando a Indústria de Transistores de Filme Fino a Maturar por Meio do Aproveitamento de ‘Foundries’

A indústria de transistores de filme fino (TFT) tem um problema. Falta-lhe a infraestrutura e o modelo de negócios presentes em outros mercados de semicondutores. Por isso, sofre em vários aspectos, mas tudo isso está prestes a mudar graças a uma equipe de pesquisadores inovadores da KU Leuven. Eles criaram um novo tipo de chip TFT que pode ser produzido em grandes fábricas chamadas foundries. Veja por que isso é importante.

O que são Transistores de Filme Fino?

Transistores de filme fino são uma forma de tecnologia de semicondutores. Semicondutores conduzem eletricidade, mas não tão bem quanto condutores. Especificamente, sua condutividade está entre isolante e condutor, tornando-os ideais como interruptores em microeletrônica. Atualmente, você provavelmente possui alguma forma de tecnologia TFT. Eles são componentes cruciais em microchips.

Fonte – processador Amazon 6502

O uso mais comum da tecnologia TFT está em telas, onde controlam cada pixel. Displays TFT são encontrados em smartphones e outras telas pequenas. Esses sensores são comuns em telas LCD de matriz ativa, como as de câmeras DSLR, projetores LCD ou displays de headsets. Existem dois principais tipos de material usados hoje para criar chips TFT:

Silício Amorfo

Silício Amorfo é o material mais popular usado atualmente na criação de chips TFT. É o que custa menos para produzir em quantidade e pode ser criado para atender a uma vasta gama de cenários de uso. Notavelmente, esses chips oferecem menor eficiência que algumas das outras alternativas, mas podem ser depositados em diversos substratos, incluindo vidro, metal e plástico.

Silício Policristalino

Silício Policristalino é mais eficiente que o Silício Amorfo. No entanto, também é mais difícil e caro de fabricar. É criado destilando compostos específicos sobre o silício usando calor ou reações químicas. Esse processo requer máquinas especiais e trabalhadores qualificados.

Desvantagens dos Transistores de Filme Fino Originais

Esses estilos de TFT apresentam algumas desvantagens. Primeiro, eles não são flexíveis. Além disso, não possuem a infraestrutura, poder de fabricação ou suporte de outros tipos de semicondutores que contam com grandes fábricas chamadas foundries que produzem esses chips em massa.

Acompanhando a Demanda

Essas foundries de fabricação de semicondutores criam chips personalizados e genéricos em wafers na maioria dos casos. Um wafer é uma fatia de semicondutor usada para criar circuitos e células solares. Elas possibilitam a criação de conjuntos de chips menores. Notavelmente, chips TFT não têm foundries em operação para apoiar seu mercado. Assim, essa falta de fabricação limitou a inovação e a adoção até agora.

Modelo de Negócio Crucial

O modelo de ter grandes foundries de semicondutores faz sentido por algumas razões. Primeiro, há uma demanda massiva por esses chips e prevê-se que ela cresça junto com o aumento da eletrônica. O setor de eletrônicos de filme fino poderia ver um impulso em inovação e capacidades quando engenheiros puderem focar em novas funcionalidades ao invés de layout e design de chips.

Uma Nova Abordagem

Os pesquisadores por trás do relatório, Hikmet Çeliker, Wim Dehaene e Kris Myny, descobriram que a falta de foundries e padrões são os maiores fatores que limitam a expansão da eletrônica de filme fino. Eles planejam resolver esse problema e ajudar a inaugurar uma nova era de eletrônicos flexíveis e menores.

TFT Evoluído

Os pesquisadores têm uma abordagem multifacetada que envolve a criação de foundries, impulsionar a inovação e criar padrões flexíveis de chips TFT para produção em massa. Notavelmente, eles concluíram essa tarefa e buscaram aproveitar o que aprenderam para aprimorar o setor de eletrônicos de filme fino.

Transistores de Filme Fino Superfinos

Os pesquisadores criaram duas versões diferentes de TFTs finos usando substratos alternativos. Eles criaram essas unidades com um microprocessador suportado por TFT e outros componentes para criar um chip MOS 6502 flexível. Esse chip lendário foi o que alimentou a Nintendo, os primeiros computadores Apple (AAPL ) e até o primeiro Commodore. Embora não tenha potência de computação comparável aos padrões atuais, o fato de ter sido miniaturizado significa muito.

Fonte – Techxplore Transistores de Filme Fino

As medições oficiais dos pesquisadores colocam o projeto em menos de 30 micrômetros. Incrivelmente, isso é mais fino que um fio de cabelo humano. As implicações de produzir microchips tão pequenos podem mudar o jogo. Há uma enorme quantidade de indústrias que poderiam se beneficiar imediatamente com a introdução de chips finos, de baixo custo e fáceis de fabricar.

Dois Substratos

Foram escolhidos dois substratos diferentes para os Transistores de Filme Fino: óxido de índio-gálio-zinco amorfo e silício policristalino. Este último difere de seu predecessor por não exigir calor para ser criado. Os chips principais apresentam ambos um cartão de 48 pinos que permite interagir com dispositivos, definir parâmetros e habilitar verificação.

Projetos Melhoram o Modelo da Indústria

Projetos são os nomes dados pelos pesquisadores a esses microprocessadores. Esses pequenos chips foram desmembrados para permitir que criativos aproveitem os que precisam em formato modular. Essa estrutura oferece flexibilidade e permite que fabricantes façam chips personalizados sob demanda usando o mesmo substrato. Essa abordagem também reduzirá desperdício e melhorará a eficiência.

Consumo de Energia

Outro grande benefício dos semicondutores TFT tão finos é que eles não precisam de muita energia para funcionar. Esses dispositivos são otimizados para serem o mais conscientes de energia possível. No futuro, esses dispositivos poderiam se autoalimentar usando energia estática ou outros métodos de carregamento sem fio.

Aplicações Reais dos Transistores de Filme Fino

Existem muitas aplicações reais para TFTs. Eles atualmente são encontrados em uma enorme variedade de dispositivos inteligentes, laptops e displays. Esses chips controlam pixels, mas são capazes de muito mais. Aqui estão alguns casos de uso potenciais para TFTs que podem torná-los a tecnologia do futuro.

Cuidados de Saúde

O setor de saúde tem muito a ganhar com a introdução de dispositivos TFT. Tem havido um aumento constante no uso de wearables para fins casuais, de desempenho e médicos. Esses dispositivos poderiam ser muito menores usando essa tecnologia.

Pense em um adesivo que poderia transmitir dados vitais do coração para profissionais médicos monitorarem e estudarem. O conceito de wearables ultra-finos poderia criar curativos que monitoram infecções e muitas outras ideias inovadoras que antes existiam apenas em filmes de ficção científica.

Robótica

A robótica deveria usar essa tecnologia para melhorar diversos aspectos da indústria. Esses chips mais finos e leves poderiam ajudar na miniaturização de componentes chave da equação robótica. Robôs mais leves podem operar por mais tempo porque há menos esforço sobre suas baterias.

A tecnologia TFT poderia tornar as interfaces de robôs mais intuitivas. Quando combinada com IA, essa tecnologia poderia um dia mostrar as expressões faciais de nossos colegas robóticos e muito mais. Por enquanto, o setor de robótica já tem os olhos voltados para conjuntos de chips mais eficientes em energia.

Displays Futuristas

Há muitos displays futuros que poderiam usar essa tecnologia. O aumento de headsets de VR e AR é um ótimo exemplo de tecnologia que se beneficiaria enormemente do design leve de chips TFT. Os pequenos displays usados nesses dispositivos poderiam se tornar extremamente leves, melhorando a ergonomia e tornando o uso prolongado menos cansativo para o usuário.

Telas Dobráveis

TFT é uma tecnologia chave usada para criar telas dobráveis. A natureza flexível desses chips finos os torna ideais para esse uso. Telas flexíveis teriam um efeito revolucionário no mercado. Telas enroláveis economizariam espaço e permitiriam que qualquer pessoa acessasse informações rapidamente em segundos.

Internet das Coisas (IoT)

O mercado de IoT é composto por bilhões de dispositivos inteligentes. Essas unidades todas têm um sensor e podem comunicar dados via Internet. Alguns dispositivos inteligentes podem tanto receber quanto enviar informações. Notavelmente, há bilhões de dispositivos IoT em operação hoje. Eles aproveitam tecnologia de microcomputação e sensores para comunicar e coletar dados.

O setor de IoT poderia ver uma miniaturização aprimorada graças a esse desenvolvimento recente. Imagine sensores minúsculos monitorando a logística e a cadeia de suprimentos. Já existem muitas opções descentralizadas no mercado também. Essa flexibilidade adicional significa que o mercado de IoT deve ser o primeiro movimento para engenheiros de TFT.

Dispositivos IoT continuam a desempenhar um papel crítico no setor industrial. Aqui, eles são usados para monitorar processos de fabricação, autenticar produtos e compartilhar dados logísticos com a rede. Existem dispositivos IoT que monitoram temperatura, localização e validade de um ativo em tempo real. Assim, a tecnologia IoT é vista como a melhor alternativa para essas opções.

Empresas que Podem se Beneficiar com esta Tecnologia

Várias empresas poderiam aproveitar essa tecnologia imediatamente e começar a ver melhorias em eficiência e receita. O setor de fabricação de TFT continua a se expandir e a competição está se intensificando. Aqui estão algumas empresas que você deve conhecer no mercado.

1. Applied Materials 

AMAT Gráfico de preços

A fabricante de tecnologia americana Applied Materials (AMAT ) é um fornecedor líder de chips e software para a indústria de semicondutores. A empresa foi fundada em 1967 e abriu capital em 1972. Desde então, a companhia tem tido sucesso massivo e é reconhecida como líder de mercado. Notavelmente, a revista FORTUNE nomeou a Applied Materials como uma das Empresas Mais Admiradas do Mundo em 2018.

Em 2009, a Applied Materials entrou oficialmente no mercado de fabricação de chips. Atualmente, é um dos principais fabricantes de chips semicondutores do mundo e suas enormes foundries continuam a produzir bilhões de chips para sustentar a revolução digital. Hoje, a Applied Materials tem três áreas distintas de foco: semicondutores, serviços globais aplicados e mercados de displays.

A ação AMAT é vista como um movimento inteligente para investidores. A ação tem uma capitalização de mercado atual de US$ 170,55 bi, e a empresa tem uma avaliação de US$ 168,62 bi. Em termos de desempenho das ações, a AMAT tem apresentado alta no último ano. Especificamente, a ação superou o mercado e está em alta +81,73 % nas últimas 52 semanas.

2. Intel Corporation

INTC Gráfico de preços

A Intel (INTC ) Corporation é outra fabricante de chips bem conhecida que continua a impulsionar a inovação e os processos de fabricação a novos patamares. A empresa entrou no mercado em 1968 e tem sede na Califórnia. Notavelmente, os chips Intel são extremamente populares, e os processos de fabricação da empresa foram refinados ao longo dos anos.

Hoje, a Intel é uma das principais foundries para criação de chips. A empresa oferece soluções de pilha completa que podem ser projetadas e pré-encomendadas por fabricantes quando necessário. Esses fatores tornam a INTC uma ação inteligente para manter. Analistas preveem um aumento lento e constante de valor, com alguns esperando que a ação suba de US$ 35 este ano para US$ 60 até 2026.

Escassez de Chips

Um dos principais fatores que impulsionaram pesquisas adicionais sobre o movimento de chips TFT são as recentes escassez no mercado. O mercado de chips semicondutores continua a enfrentar escassez devido a uma variedade de razões. Primeiro, tensões políticas levaram países a compartimentarem seus recursos de fabricação de chips para se prepararem para confrontos futuros.

A escassez de chips afetou diferentes regiões de maneira distinta. A UE sentiu o impacto da escassez mais intensamente, pois carece de grandes foundries de fabricação, ao contrário dos EUA e da China. Essa crise de chips deixou muitas indústrias lutando para obter substitutos e garantir alternativas caso o problema persista.

O lançamento de mais foundries e o melhor uso de recursos poderiam ajudar a aliviar esse problema. Contudo, deve-se notar que a demanda por dispositivos hi‑tech miniaturizados está aumentando continuamente, o que significa que a demanda de mercado seguirá o mesmo ritmo. Assim, seria prudente posicionar‑se adequadamente.

O Futuro dos Transistores de Filme Fino

O futuro dos chips TFT será automatizado. A tecnologia de IA trabalhará lado a lado com desenvolvedores para criar alternativas novas e empolgantes ao status quo. A próxima geração de chips TFT será menor, mais acessível e mais fácil de fabricar. Todos esses fatores garantirão que eles permaneçam um componente crucial nos setores tecnológicos globais.

Transistores de Filme Fino Destinados ao Crescimento

Seria difícil encontrar analistas que acreditem que o uso de chips TFT diminuirá nos próximos anos. O aumento de eletrônicos miniaturizados continua alimentando esse momento e impulsionando a inovação em todo o mercado. Essa abordagem mais recente oferece uma perspectiva mais inclusiva e realista sobre os desafios da adoção de chips TFT. Assim, os dados aqui devem ajudar a orientar a indústria rumo a um modelo mais propício ao crescimento.

Saiba Mais Notícias de Computador