Lace Lithography Substitui a Litografia EUV por Feixes de Átomos 10x Menores

A litografia de semicondutores é a tecnologia mais importante que sustenta o mundo moderno, formando a base da fabricação de chips, memória, hardware de IA e todo tipo de componentes eletrônicos. Até hoje, o princípio da litografia, ou mais precisamente da fotolitografia, continua o mesmo de quando foi inventado.

Uma fonte de luz potente é emitida, concentrada e direcionada, de modo que pode gravar um padrão em uma pastilha de silício, criando os transistores e outros componentes microscópicos que tornam a eletrônica moderna possível.

Fonte: Fabricated Knowledge

Claro, isso é uma simplificação excessiva, pois o processo real de produção envolve muitas outras etapas de adição e remoção de materiais, eliminação de impurezas, estabilização e embalagem dos produtos acabados, etc. Mas ainda assim, a fotolitografia costuma ser a etapa mais crucial.

Isso é perfeitamente ilustrado pela forma mais avançada de litografia, a litografia EUV (Litografia de Ultravioleta Extremo), que utiliza raios UV de alta potência para gravar o menor possível a pastilha de silício. Essa é uma tecnologia quase totalmente controlada por uma única empresa, a holandesa ASML (ASML ) (veja nosso relatório de investimento sobre a empresa para mais informações), embora a China esteja tentando ativamente desenvolver sua própria versão independente dessa tecnologia.

“Os chips movem o mundo. E fabricá-los está se tornando cada vez mais difícil. As máquinas de litografia mais avançadas hoje custam mais de €380 milhões por unidade, e espera‑se que a próxima geração ultrapasse €700 milhões. Elas são extraordinariamente complexas, intensivas em energia e provenientes de um único fornecedor.

Venture Firm Atomico, investor in Lace Lithography

Até hoje, a litografia progrediu principalmente com uma fonte de luz cada vez mais precisa e poderosa, avançando para comprimentos de onda mais energéticos e sistemas de controle mais complexos.

No entanto, esse processo pode em breve atingir um limite, já que nenhuma fotolitografia pode ser mais precisa do que o tamanho do comprimento de onda da luz que utiliza.

Fonte: Allresist

É por isso que equipes de pesquisadores ao redor do mundo estão trabalhando em alternativas que poderiam criar componentes computacionais ainda mais refinados e poderosos, especialmente na era da IA, que exige capacidade de computação cada vez maior.

Uma dessas alternativas pode ser usar diretamente átomos individuais em vez de luz, uma abordagem defendida pela empresa norueguesa Lace Lithography. A empresa levou em março de 2026 US$ 40 milhões em uma rodada de financiamento Série A, e conta com o apoio da Microsoft.

Da Luz aos Átomos

Lei de Moore Encontrando Limites Rígidos

A fotolitografia pode ser extremamente precisa, gravando a pastilha de silício alvo na escala de nanômetros. Contudo, por razões fundamentais da física, nenhuma luz pode ser mais precisa que seus próprios comprimentos de onda.

Em termos mais técnicos, o principal problema é o limite de difração, onde diferentes feixes de luz começam a interferir entre si e desfocam o padrão desejado.

Fonte: ResearchGate

Portanto, embora a luz EUV cada vez mais poderosa possa ajudar, ela atingirá em breve um limite rígido imposto pela física, talvez em apenas 10 anos. Isso comprometeria Lei de Moore, a tendência empírica da indústria de semicondutores de dobrar a densidade de transistores a cada dois anos.

“O resultado é um gargalo de fabricação no coração da economia global, surgindo exatamente quando a IA está impulsionando um aumento sem precedentes na demanda por computação. A indústria sabia que isso estava chegando, mas até agora ninguém tinha uma resposta credível.”

Venture firm Atomico, investor in Lace Lithography

Gravando com Átomos

O limite de difração decorre da natureza da luz, que é uma onda. Mas átomos individuais não estão sujeitos a esse limite. Ou, para ser exato, eles podem se comportar como ondas, como todos os objetos em escala quântica, porém com um comprimento de onda extremamente menor que o da luz.

“Átomos se comportam como ondas, mas com comprimentos de onda muito mais curtos, permitindo estruturas significativamente mais finas, chips mais poderosos e consumo de energia radicalmente menor.”

Seguindo esse princípio, a Lace Lithography está desenvolvendo um método que realiza a litografia usando um feixe de átomos de hélio em vez de luz.

O feixe que a Lace Lithography usará para fabricar chips tem aproximadamente a largura de um único átomo de hidrogênio, ou 0,1 nanômetro. Em comparação, as ferramentas de litografia da ASML utilizam um feixe de luz de cerca de 13,5 nanômetros, e um fio de cabelo humano tem cerca de 100.000 nanômetros de largura.

Claro, essa não é uma ideia nova, pois o conceito tem sido considerado há décadas devido às vantagens de precisão inerentes que os átomos teriam sobre a luz, especialmente considerando a dificuldade de criar e direcionar luz como a EUV, que é gerada ao superaquecer milhares de minúsculas gotas de estanho por segundo.

Mas o principal problema era a criação de tal máscara. Máscaras fotográficas tradicionais são feitas de substratos de quartzo ou vidro revestidos com um filme opaco no qual o padrão do dispositivo a ser fabricado é gravado. Esse filme é essencialmente o modelo para os chips que serão gravados na pastilha de silício, embora seja miniaturizado para uma escala muito menor durante o processo de gravação.

Para criar uma máscara que funcione com átomos, a matemática do problema foi considerada muito complexa até agora para projetar uma máscara para litografia com feixe de átomos.

Este é agora um problema que a Lace Lithography afirma ter resolvido.

Lace Lithography

Visão Geral da Lace Lithography

A empresa foi lançada em 2023 e tem como objetivo “desenvolver tecnologia revolucionária de padronização de chips para os próximos 100 anos de produção de chips”.

Foi fundada por Bodil Holst, uma física dinamarquesa-norueguesa e professora afiliada ao Departamento de Física e Tecnologia da Universidade de Bergen, na Noruega, juntamente com Adria Salvador Palau, sua ex‑estudante de doutorado.

A empresa possui instalações na Noruega, Espanha e Países Baixos, com sede em Bergen, Noruega.

Para resolver o problema de criar máscaras para litografia por feixe, a equipe utilizou IA para desvendar a matemática anteriormente insolúvel. Isso ilustra como a IA pode não apenas mudar a forma como realizamos certas tarefas, mas desbloquear possibilidades totalmente novas nas ciências duras e na engenharia.

“O problema difícil restante era o design da máscara: a matemática envolvida era considerada efetivamente intratável. A Lace resolveu isso com um algoritmo proprietário impulsionado por IA que acelera o cálculo em mais de 15 ordens de magnitude. Não se trata de uma melhoria incremental. É uma mudança de categoria.”

Em teoria, essa tecnologia poderia permitir gravações 10 vezes menores que mesmo a litografia baseada em luz mais avançada.

A empresa apresentou a ciência por trás de sua conquista na conferência científica Advanced Lithography + Patterning em San Jose, Califórnia, organizada pela SPIE.

No resumo desta apresentação, é explicado que a “vantagem fundamental de usar átomos metastáveis para litografia é que a resolução de padronização está desacoplada da energia de padronização.” Isso significa que o feixe de átomos pode ser mais ou menos poderoso sob demanda, ao contrário da luz, que precisa de comprimentos de onda cada vez menores para níveis de energia mais altos.

“Demonstramos dois modos diferentes de exposição: proximidade e difração. Para proximidade, apresentamos padrões de furos com até 50 nm de CD a um passo de 100 nm. Para difração, apresentamos um padrão de linhas regulares com um passo de 50 nm.”

A tecnologia de máscara pode ser dimensionada ao tamanho atual de pastilha de silício usado pela indústria, e pode ainda ser estendida ainda mais.

“Além disso, apresentamos os primeiros designs de máscara de difração baseados em IA para a Tecnologia de Litografia Inversa (ILT) de átomos. Demonstramos que os designs de máscara podem produzir padrões arbitrários com um limite de resolução teórico até o espaçamento atômico do silício. As simulações de design de máscara podem ser dimensionadas ao tamanho de campo completo atual e além.”

Além da Atomico, a empresa recebeu financiamento do braço de risco da Microsoft (MSFT ) M12, da Linse Capital, da Sociedade Espanhola para Transformação Tecnológica e da Nysnø. O valor total da avaliação da Lace Lithography não foi divulgado.

Preparando-se para a Comercialização

Claro, há um intervalo entre a revelação de uma descoberta científica e um protótipo, e a efetiva utilização em larga escala de uma tecnologia.

No entanto, a Lace Lithography provavelmente será, relativamente falando, fácil de integrar às fundições de semicondutores. Ela substitui a fonte de luz EUV pelo feixe de hélio e a fotomáscara tradicional pelo design de máscara de feixe com IA. Portanto, não há necessidade de redesenhar a linha de montagem ou a maior parte da cadeia de suprimentos que já atende a indústria de fabricação de semicondutores.

Já equipada com um protótipo, a empresa pretende testar sua primeira ferramenta de grau comercial em uma planta piloto de fabricação de chips (“fab”) por volta de 2029.

Investindo em Litografia com Feixe de Átomos

Microsoft

Essa tecnologia ainda é extremamente nova, e provavelmente não verá nenhum chip comercial real produzido com ela antes de 2030, e nenhuma implantação em massa antes de 2035, no melhor cenário.

No entanto, isso pode ser um divisor de águas a longo prazo, removendo o player dominante, ASML, completamente de sua posição monopolista na litografia. Como a ASML está atualmente avaliada em US$ 450 bilhões, mesmo uma pequena participação na Lace Lithography poderia render enormes retornos no futuro.

Como a maioria dos investidores não pode investir diretamente em uma startup tão precoce como esta empresa, a exposição às ações da Microsoft provavelmente é a segunda melhor opção.

O gigante dos sistemas operacionais e software também está fazendo muitas apostas em tecnologias inovadoras, com a IA, especialmente IA aplicada a usos B2B e pesquisa científica, como foco principal da empresa. Na última década, a Microsoft também se tornou uma empresa que empurra os limites de algumas das tecnologias mais promissoras e assume mais riscos do que nas décadas passadas:

• Chips de computação quântica, inventando um estado totalmente novo da matéria (topocondutores).
• Fusão nuclear, com um reator a ser entregue à Microsoft pela Helion Energy já em 2028.
• Início precoce na reinicialização de usinas nucleares para alimentar centros de dados de IA.
• IAs científicas para ciências dos materiais, química e biologia.
• IA para B2B e PCs(Copilot)

Além dessas atividades, a empresa é líder em software operacional, software B2B (Office), rede social B2B (LinkedIn), desenvolvimento de videogames, console de jogos (XBox), computação em nuvem e desenvolvimento de IA.

Isso significa que, embora a litografia com feixe de átomos provavelmente não adicione por si só outro trilhão ao já enorme valor de mercado da Microsoft, este é um dos campos muito promissores nos quais a empresa investiu cedo. Assim, a ação pode oferecer valorização proveniente de inovações disruptivas “moonshot”, ao mesmo tempo em que fornece exposição às atividades centrais da empresa, mais estáveis e previsíveis.

(Você pode ler mais sobre o negócio da Microsoft como um todo em nosso relatório de investimento dedicado à empresa.)

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