TED@Merck KGaA, Darmstadt, Germany
Karl Skjonnemand: The self-assembling computer chips of the future
Karl Skjonnemand: Os chips de computador de automontagem do futuro
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Os transistores que alimentam o telefone no seu bolso são inimaginavelmente pequenos: você pode colocar mais de 3 mil deles na largura de um fio de cabelo humano. Mas para acompanhar as inovações em campos como reconhecimento facial e realidade aumentada, precisamos incluir ainda mais poder de computação em nossos chips de computador, e estamos ficando sem espaço. Nesta palestra inovadora, o desenvolvedor de tecnologia Karl Skjonnemand introduz uma maneira radicalmente nova de criar chips. "Este poderia ser o alvorecer de uma nova era de fabricação molecular", diz Skjonnemand.
Karl Skjonnemand - Technology developer
As a passionate technology leader, Karl Skjonnemand has a hunger for solutions to advanced technology problems. Full bio
As a passionate technology leader, Karl Skjonnemand has a hunger for solutions to advanced technology problems. Full bio
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00:13
Computers used to be as big as a room.
0
1246
3584
Os computadores costumavam
ser do tamanho de uma sala.
ser do tamanho de uma sala.
00:16
But now they fit in your pocket,
1
4854
1592
Mas agora cabem em nosso bolso,
00:18
on your wrist
2
6470
1171
em nosso pulso
e podem até mesmo ser
implantados dentro do nosso corpo.
implantados dentro do nosso corpo.
00:19
and can even be implanted
inside of your body.
inside of your body.
3
7665
3319
00:23
How cool is that?
4
11008
1281
Isso é muito legal, não é?
00:24
And this has been enabled
by the miniaturization of transistors,
by the miniaturization of transistors,
5
12809
4337
Isso foi possível
pela miniaturização de transistores,
pela miniaturização de transistores,
00:29
which are the tiny switches
in the circuits
in the circuits
6
17170
2492
que são os pequenos
interruptores nos circuitos
interruptores nos circuitos
00:31
at the heart of our computers.
7
19686
1776
no coração dos nossos computadores.
00:34
And it's been achieved
through decades of development
through decades of development
8
22051
3172
E isso foi alcançado através
de décadas de desenvolvimento
de décadas de desenvolvimento
00:37
and breakthroughs
in science and engineering
in science and engineering
9
25247
2798
e avanços na ciência e engenharia
00:40
and of billions of dollars of investment.
10
28069
2672
e de bilhões de dólares em investimento.
00:43
But it's given us
vast amounts of computing,
vast amounts of computing,
11
31352
2748
Mas nos deu grandes
quantidades de capacidade,
quantidades de capacidade,
00:46
huge amounts of memory
12
34124
1805
enormes quantidades de memória
00:47
and the digital revolution
that we all experience and enjoy today.
that we all experience and enjoy today.
13
35953
4942
e a revolução digital que todos nós
conhecemos e desfrutamos hoje.
conhecemos e desfrutamos hoje.
00:53
But the bad news is,
14
41665
2768
Mas a má notícia é
00:56
we're about to hit a digital roadblock,
15
44457
3132
que estamos prestes a atingir
um obstáculo digital,
um obstáculo digital,
00:59
as the rate of miniaturization
of transistors is slowing down.
of transistors is slowing down.
16
47613
4350
conforme a taxa de miniaturização
de transistores está diminuindo.
de transistores está diminuindo.
01:04
And this is happening
at exactly the same time
at exactly the same time
17
52471
2874
E isso está acontecendo
exatamente ao mesmo tempo
exatamente ao mesmo tempo
01:07
as our innovation in software
is continuing relentlessly
is continuing relentlessly
18
55369
3998
em que a nossa inovação em software
continua incansavelmente
continua incansavelmente
01:11
with artificial intelligence and big data.
19
59391
3760
com inteligência artificial
e grande volume de dados.
e grande volume de dados.
01:15
And our devices regularly perform
facial recognition or augment our reality
facial recognition or augment our reality
20
63175
5040
Os dispositivos realizam reconhecimento
facial, aumentam a nossa realidade
facial, aumentam a nossa realidade
01:20
or even drive cars down
our treacherous, chaotic roads.
our treacherous, chaotic roads.
21
68239
4225
ou até mesmo dirigem carros pelas
nossas estradas perigosas e caóticas.
nossas estradas perigosas e caóticas.
01:24
It's amazing.
22
72959
1207
É incrível.
01:26
But if we don't keep up
with the appetite of our software,
with the appetite of our software,
23
74618
4667
Mas se não acompanharmos
o apetite do nosso software,
o apetite do nosso software,
01:31
we could reach a point
in the development of our technology
in the development of our technology
24
79309
3787
podemos chegar a um ponto
no desenvolvimento da nossa tecnologia
no desenvolvimento da nossa tecnologia
01:35
where the things that we could do
with software could, in fact, be limited
with software could, in fact, be limited
25
83120
4210
em que as coisas que faríamos com o
software poderiam, de fato, ser limitadas
software poderiam, de fato, ser limitadas
01:39
by our hardware.
26
87354
1271
pelo nosso hardware.
01:41
We've all experienced the frustration
of an old smartphone or tablet
of an old smartphone or tablet
27
89075
4508
Todos já experimentamos a frustração
de um smartphone ou tablet antigo
de um smartphone ou tablet antigo
01:45
grinding slowly to a halt over time
28
93607
3164
morrendo lentamente
até parar ao longo do tempo
até parar ao longo do tempo
01:48
under the ever-increasing weight
of software updates and new features.
of software updates and new features.
29
96795
3975
sob o peso cada vez maior de atualizações
de software e novos recursos.
de software e novos recursos.
01:52
And it worked just fine
when we bought it not so long ago.
when we bought it not so long ago.
30
100794
3383
E eles funcionavam muito bem
há pouco tempo quando os compramos.
há pouco tempo quando os compramos.
01:56
But the hungry software engineers
have eaten up all the hardware capacity
have eaten up all the hardware capacity
31
104201
4510
Mas os engenheiros de software esfomeados
consumiram toda a capacidade de hardware
consumiram toda a capacidade de hardware
02:00
over time.
32
108735
1306
ao longo do tempo.
02:03
The semiconductor industry
is very well aware of this
is very well aware of this
33
111883
3612
A indústria de semicondutores
está muito ciente disso
está muito ciente disso
02:07
and is working on
all sorts of creative solutions,
all sorts of creative solutions,
34
115519
3884
e está trabalhando em todo tipo
de soluções criativas,
de soluções criativas,
02:11
such as going beyond transistors
to quantum computing
to quantum computing
35
119427
4311
como ir além dos transistores
para a computação quântica
para a computação quântica
02:15
or even working with transistors
in alternative architectures
in alternative architectures
36
123762
4212
ou mesmo trabalhando com transistores
em arquiteturas alternativas,
em arquiteturas alternativas,
02:19
such as neural networks
37
127998
1603
como redes neurais,
02:21
to make more robust
and efficient circuits.
and efficient circuits.
38
129625
3013
para fazer circuitos
mais robustos e eficientes.
mais robustos e eficientes.
02:25
But these approaches
will take quite some time,
will take quite some time,
39
133270
3339
Mas essas abordagens levarão algum tempo
02:28
and we're really looking for a much more
immediate solution to this problem.
immediate solution to this problem.
40
136633
4627
e estamos procurando uma solução
muito mais imediata para esse problema.
muito mais imediata para esse problema.
02:34
The reason why the rate of miniaturization
of transistors is slowing down
of transistors is slowing down
41
142899
4782
A taxa de miniaturização
de transistores está diminuindo
de transistores está diminuindo
02:39
is due to the ever-increasing complexity
of the manufacturing process.
of the manufacturing process.
42
147705
4686
devido à complexidade cada vez maior
do processo de fabricação.
do processo de fabricação.
02:45
The transistor used to be
a big, bulky device,
a big, bulky device,
43
153142
3250
O transistor costumava ser
um dispositivo grande e volumoso,
um dispositivo grande e volumoso,
02:48
until the invent of the integrated circuit
44
156416
3309
até a invenção do circuito integrado
02:51
based on pure crystalline silicon wafers.
45
159749
2691
baseado em pastilhas
de silício cristalino puro.
de silício cristalino puro.
02:54
And after 50 years
of continuous development,
of continuous development,
46
162946
2779
E depois de 50 anos
de desenvolvimento contínuo,
de desenvolvimento contínuo,
02:57
we can now achieve
transistor features dimensions
transistor features dimensions
47
165749
3373
podemos alcançar dimensões
de recursos de transistores
de recursos de transistores
03:01
down to 10 nanometers.
48
169146
2529
de até 10 nanômetros.
03:04
You can fit more than
a billion transistors
a billion transistors
49
172361
2437
Podemos encaixar mais
de um bilhão de transistores
de um bilhão de transistores
03:06
in a single square millimeter of silicon.
50
174822
2963
em um único milímetro quadrado de silício.
03:10
And to put this into perspective:
51
178273
2022
E para colocar isso em perspectiva:
03:12
a human hair is 100 microns across.
52
180319
3826
um fio de cabelo humano
tem 100 mícrons de espessura.
tem 100 mícrons de espessura.
03:16
A red blood cell,
which is essentially invisible,
which is essentially invisible,
53
184169
2519
Um glóbulo vermelho,
que é essencialmente invisível,
que é essencialmente invisível,
03:18
is eight microns across,
54
186712
1599
tem oito mícrons de diâmetro
03:20
and you can place 12 across
the width of a human hair.
the width of a human hair.
55
188335
3400
e podemos colocar 12 na espessura
de um fio de cabelo humano.
de um fio de cabelo humano.
03:24
But a transistor, in comparison,
is much smaller,
is much smaller,
56
192467
3100
Mas um transistor,
em comparação, é muito menor,
em comparação, é muito menor,
03:27
at a tiny fraction of a micron across.
57
195591
3848
com uma pequena fração
de um mícron de diâmetro.
de um mícron de diâmetro.
03:31
You could place more than 260 transistors
58
199463
3546
Podemos colocar mais de 260 transistores
03:35
across a single red blood cell
59
203033
1978
através de um único glóbulo vermelho
03:37
or more than 3,000 across
the width of a human hair.
the width of a human hair.
60
205035
4464
ou mais de 3 mil na espessura
de um fio de cabelo humano.
de um fio de cabelo humano.
03:41
It really is incredible nanotechnology
in your pocket right now.
in your pocket right now.
61
209523
4324
É realmente incrível a nanotecnologia
no nosso bolso nesse momento.
no nosso bolso nesse momento.
03:47
And besides the obvious benefit
62
215204
2188
E além do benefício óbvio
03:49
of being able to place more,
smaller transistors on a chip,
smaller transistors on a chip,
63
217416
3834
de poder colocar mais transistores
menores em um chip,
menores em um chip,
03:53
smaller transistors are faster switches,
64
221984
3492
transistores menores são
interruptores mais rápidos
interruptores mais rápidos
03:58
and smaller transistors are also
more efficient switches.
more efficient switches.
65
226166
4401
e também mais eficientes.
04:02
So this combination has given us
66
230591
2477
Então essa combinação nos deu
04:05
lower cost, higher performance
and higher efficiency electronics
and higher efficiency electronics
67
233092
4299
o menor custo, maior desempenho
e maior eficiência eletrônica
e maior eficiência eletrônica
04:09
that we all enjoy today.
68
237415
2063
que todos nós desfrutamos hoje.
04:14
To manufacture these integrated circuits,
69
242415
2764
Para fabricar estes circuitos integrados,
04:17
the transistors are built up
layer by layer,
layer by layer,
70
245203
3208
os transistores são construídos
camada por camada,
camada por camada,
04:20
on a pure crystalline silicon wafer.
71
248435
2353
numa pastilha de silício cristalino puro.
04:23
And in an oversimplified sense,
72
251332
2228
E em um sentido simplista,
04:25
every tiny feature
of the circuit is projected
of the circuit is projected
73
253584
4281
cada minúsculo recurso
do circuito é projetado
do circuito é projetado
04:29
onto the surface of the silicon wafer
74
257889
2332
sobre a superfície da pastilha de silício,
04:32
and recorded in a light-sensitive material
75
260245
3679
gravado em material sensível à luz
04:35
and then etched through
the light-sensitive material
the light-sensitive material
76
263948
2939
e, em seguida, gravado através
do material sensível à luz,
do material sensível à luz,
04:38
to leave the pattern
in the underlying layers.
in the underlying layers.
77
266911
3021
para deixar o padrão
nas camadas subjacentes.
nas camadas subjacentes.
04:42
And this process has been
dramatically improved over the years
dramatically improved over the years
78
270612
4084
E este processo foi drasticamente
melhorado ao longo dos anos
melhorado ao longo dos anos
04:46
to give the electronics
performance we have today.
performance we have today.
79
274720
2773
para proporcionar o desempenho
eletrônico que temos hoje.
eletrônico que temos hoje.
04:50
But as the transistor features
get smaller and smaller,
get smaller and smaller,
80
278279
3442
Mas conforme os recursos do transistor
ficam cada vez menores,
ficam cada vez menores,
04:53
we're really approaching
the physical limitations
the physical limitations
81
281745
3037
nos aproximamos das limitações físicas
04:56
of this manufacturing technique.
82
284806
1883
desta técnica de fabricação.
05:00
The latest systems
for doing this patterning
for doing this patterning
83
288515
3105
Os sistemas mais recentes
para fazer esse padrão
para fazer esse padrão
05:03
have become so complex
84
291644
2303
tornaram-se tão complexos
05:05
that they reportedly cost
more than 100 million dollars each.
more than 100 million dollars each.
85
293971
4730
que custariam mais
de US$ 100 milhões cada.
de US$ 100 milhões cada.
05:10
And semiconductor factories
contain dozens of these machines.
contain dozens of these machines.
86
298725
4287
E as fábricas de semicondutores
contêm dezenas dessas máquinas.
contêm dezenas dessas máquinas.
05:15
So people are seriously questioning:
Is this approach long-term viable?
Is this approach long-term viable?
87
303036
4426
Então as pessoas estão questionando:
esta abordagem é viável a longo prazo?
esta abordagem é viável a longo prazo?
05:20
But we believe we can do
this chip manufacturing
this chip manufacturing
88
308441
3680
Mas acreditamos que podemos
fabricar os chips
fabricar os chips
05:24
in a totally different
and much more cost-effective way
and much more cost-effective way
89
312145
4023
de uma maneira totalmente diferente
e muito mais econômica
e muito mais econômica
05:28
using molecular engineering
and mimicking nature
and mimicking nature
90
316966
3973
usando engenharia molecular
e imitando a natureza
e imitando a natureza
05:32
down at the nanoscale dimensions
of our transistors.
of our transistors.
91
320963
3613
nas dimensões nanoscópicas
de nossos transistores.
de nossos transistores.
05:37
As I said, the conventional manufacturing
takes every tiny feature of the circuit
takes every tiny feature of the circuit
92
325267
4661
Como eu disse, a manufatura convencional
usa todos os recursos do circuito
usa todos os recursos do circuito
05:41
and projects it onto the silicon.
93
329952
2124
e projeta-o no silício.
05:44
But if you look at the structure
of an integrated circuit,
of an integrated circuit,
94
332818
2744
Mas se observarmos a estrutura
de um circuito integrado,
de um circuito integrado,
05:47
the transistor arrays,
95
335586
1974
as matrizes dos transistores,
05:49
many of the features are repeated
millions of times.
millions of times.
96
337584
3629
muitas das funcionalidades
são repetidas milhões de vezes.
são repetidas milhões de vezes.
05:53
It's a highly periodic structure.
97
341237
2608
É uma estrutura altamente periódica.
05:56
So we want to take advantage
of this periodicity
of this periodicity
98
344331
3068
Então, queremos aproveitar
essa periodicidade
essa periodicidade
05:59
in our alternative
manufacturing technique.
manufacturing technique.
99
347423
2697
em nossa técnica
de fabricação alternativa.
de fabricação alternativa.
06:02
We want to use self-assembling materials
100
350144
3435
Queremos usar materiais de automontagem
06:05
to naturally form the periodic structures
101
353603
2977
para formar naturalmente
as estruturas periódicas
as estruturas periódicas
06:08
that we need for our transistors.
102
356604
2383
que precisamos para nossos transistores.
06:12
We do this with the materials,
103
360052
2142
Fazemos isso com os materiais,
06:14
then the materials do the hard work
of the fine patterning,
of the fine patterning,
104
362218
3437
que, então, fazem o trabalho duro
da padronização fina,
da padronização fina,
06:17
rather than pushing the projection
technology to its limits and beyond.
technology to its limits and beyond.
105
365679
4859
ao invés de empurrar a tecnologia
de projeção para seus limites e além.
de projeção para seus limites e além.
06:23
Self-assembly is seen in nature
in many different places,
in many different places,
106
371909
3899
A automontagem é vista na natureza
em muitos lugares diferentes,
em muitos lugares diferentes,
06:27
from lipid membranes to cell structures,
107
375832
3410
de membranas lipídicas
a estruturas celulares,
a estruturas celulares,
06:31
so we do know it can be a robust solution.
108
379266
3055
então sabemos que pode ser
uma solução robusta.
uma solução robusta.
06:34
If it's good enough for nature,
it should be good enough for us.
it should be good enough for us.
109
382345
3561
Se é bom o suficiente para a natureza,
deve ser bom o suficiente para nós.
deve ser bom o suficiente para nós.
06:38
So we want to take this naturally
occurring, robust self-assembly
occurring, robust self-assembly
110
386549
4800
Então, queremos pegar
essa automontagem robusta e natural
essa automontagem robusta e natural
06:43
and use it for the manufacturing
of our semiconductor technology.
of our semiconductor technology.
111
391373
3965
e usá-la para a fabricação
de nossa tecnologia de semicondutores.
de nossa tecnologia de semicondutores.
06:48
One type of self-assemble material --
112
396929
2615
Um tipo de material de automontagem,
06:52
it's called a block co-polymer --
113
400388
2247
chamado de copolímero em bloco,
06:54
consists of two polymer chains
just a few tens of nanometers in length.
just a few tens of nanometers in length.
114
402659
4783
consiste em duas cadeias poliméricas com
umas dezenas de nanômetros de comprimento.
umas dezenas de nanômetros de comprimento.
06:59
But these chains hate each other.
115
407466
2051
Mas essas cadeias se odeiam.
07:01
They repel each other,
116
409541
1484
Elas se repelem,
07:03
very much like oil and water
or my teenage son and daughter.
or my teenage son and daughter.
117
411049
3897
muito parecido com óleo e água
ou meu filho e minha filha adolescentes.
ou meu filho e minha filha adolescentes.
07:06
(Laughter)
118
414970
1357
(Risos)
07:08
But we cruelly bond them together,
119
416351
2774
Mas nós cruelmente os unimos,
07:11
creating an inbuilt
frustration in the system,
frustration in the system,
120
419149
2695
criando uma frustração inerente no sistema
07:13
as they try to separate from each other.
121
421868
2206
conforme eles tentam
se separar um do outro.
se separar um do outro.
07:16
And in the bulk material,
there are billions of these,
there are billions of these,
122
424716
3285
No material a granel, há bilhões deles,
07:20
and the similar components
try to stick together,
try to stick together,
123
428025
3301
os componentes similares
tentam ficar juntos
tentam ficar juntos
07:23
and the opposing components
try to separate from each other
try to separate from each other
124
431350
2809
e os componentes opostos tentam
se separar um do outro, ao mesmo tempo.
se separar um do outro, ao mesmo tempo.
07:26
at the same time.
125
434183
1155
07:27
And this has a built-in frustration,
a tension in the system.
a tension in the system.
126
435362
3754
E isso tem uma frustração embutida,
uma tensão no sistema.
uma tensão no sistema.
07:31
So it moves around, it squirms
until a shape is formed.
until a shape is formed.
127
439140
4309
Ele se move, se contorce
até que surge uma forma.
até que surge uma forma.
07:36
And the natural self-assembled shape
that is formed is nanoscale,
that is formed is nanoscale,
128
444209
4048
E a forma natural de automontagem
que surge é em nanoescala,
que surge é em nanoescala,
07:40
it's regular, it's periodic,
and it's long range,
and it's long range,
129
448281
3727
é regular, periódica e de longo alcance,
07:44
which is exactly what we need
for our transistor arrays.
for our transistor arrays.
130
452032
3858
que é exatamente o que precisamos
para nossas matrizes de transistores.
para nossas matrizes de transistores.
07:49
So we can use molecular engineering
131
457347
2531
Então podemos usar engenharia molecular
07:51
to design different shapes
of different sizes
of different sizes
132
459902
3064
para projetar diferentes formas
de diferentes tamanhos
de diferentes tamanhos
07:54
and of different periodicities.
133
462990
2063
e diferentes periodicidades.
07:57
So for example, if we take
a symmetrical molecule,
a symmetrical molecule,
134
465077
2731
Por exemplo, se pegarmos
uma molécula simétrica,
uma molécula simétrica,
07:59
where the two polymer chains
are similar length,
are similar length,
135
467832
3075
em que as duas cadeias poliméricas
são de comprimento semelhante,
são de comprimento semelhante,
08:02
the natural self-assembled
structure that is formed
structure that is formed
136
470931
2671
a estrutura automontada
natural que é formada
natural que é formada
08:05
is a long, meandering line,
137
473626
2929
é uma linha longa e sinuosa
08:08
very much like a fingerprint.
138
476579
1810
parecida com uma impressão digital.
08:10
And the width of the fingerprint lines
139
478951
2322
A largura das linhas da impressão digital
08:13
and the distance between them
140
481297
2010
e a distância entre elas
08:15
is determined by the lengths
of our polymer chains
of our polymer chains
141
483331
3911
é determinada pelo comprimento
de nossas cadeias poliméricas,
de nossas cadeias poliméricas,
08:19
but also the level of built-in
frustration in the system.
frustration in the system.
142
487266
3294
mas também pelo nível
de frustração embutida no sistema.
de frustração embutida no sistema.
08:23
And we can even create
more elaborate structures
more elaborate structures
143
491320
2558
E podemos até criar
estruturas mais elaboradas
estruturas mais elaboradas
08:27
if we use unsymmetrical molecules,
144
495487
2439
se usarmos moléculas assimétricas,
08:30
where one polymer chain
is significantly shorter than the other.
is significantly shorter than the other.
145
498839
4085
nas quais uma cadeia polimérica é
significativamente mais curta que a outra.
significativamente mais curta que a outra.
08:35
And the self-assembled structure
that forms in this case
that forms in this case
146
503749
2710
E a estrutura automontada
que se forma neste caso
que se forma neste caso
08:38
is with the shorter chains
forming a tight ball in the middle,
forming a tight ball in the middle,
147
506483
3800
está com as cadeias mais curtas
formando uma bola apertada no meio,
formando uma bola apertada no meio,
08:42
and it's surrounded by the longer,
opposing polymer chains,
opposing polymer chains,
148
510307
3841
e é cercada por cadeias poliméricas
mais longas e opostas,
mais longas e opostas,
08:46
forming a natural cylinder.
149
514172
2048
formando um cilindro natural.
08:49
And the size of this cylinder
150
517089
2075
O tamanho deste cilindro
08:51
and the distance between
the cylinders, the periodicity,
the cylinders, the periodicity,
151
519188
3415
e a distância entre os cilindros,
a periodicidade,
08:54
is again determined by how long
we make the polymer chains
we make the polymer chains
152
522627
3594
é determinado por quanto tempo
fazemos as cadeias poliméricas
fazemos as cadeias poliméricas
08:58
and the level of built-in frustration.
153
526245
2738
e o nível de frustração embutida.
09:01
So in other words, we're using
molecular engineering
molecular engineering
154
529896
3878
Então, em outras palavras,
estamos usando engenharia molecular
estamos usando engenharia molecular
09:05
to self-assemble nanoscale structures
155
533798
2825
para automontar estruturas em nanoescala
09:08
that can be lines or cylinders
the size and periodicity of our design.
the size and periodicity of our design.
156
536647
4910
que podem ser linhas ou cilindros do
tamanho e periodicidade do nosso projeto.
tamanho e periodicidade do nosso projeto.
09:14
We're using chemistry,
chemical engineering,
chemical engineering,
157
542369
3297
Usamos química, engenharia química,
09:17
to manufacture the nanoscale features
that we need for our transistors.
that we need for our transistors.
158
545690
4789
para fabricar os recursos em nanoescala
que precisamos para nossos transistores.
que precisamos para nossos transistores.
09:25
But the ability
to self-assemble these structures
to self-assemble these structures
159
553611
4049
Mas a capacidade
de automontar essas estruturas
de automontar essas estruturas
09:29
only takes us half of the way,
160
557684
2437
só nos leva até a metade do caminho,
09:32
because we still need
to position these structures
to position these structures
161
560145
2809
porque ainda precisamos
posicionar essas estruturas
posicionar essas estruturas
09:34
where we want the transistors
in the integrated circuit.
in the integrated circuit.
162
562978
3550
onde queremos os transistores
no circuito integrado.
no circuito integrado.
09:39
But we can do this relatively easily
163
567246
2738
Mas podemos fazer isso
com relativa facilidade
com relativa facilidade
09:42
using wide guide structures that pin down
the self-assembled structures,
the self-assembled structures,
164
570008
6977
usando estruturas de guia largas
que fixam as estruturas automontadas,
ancorando-as no lugar
09:49
anchoring them in place
165
577009
1921
09:50
and forcing the rest
of the self-assembled structures
of the self-assembled structures
166
578954
2847
e forçando o resto
das estruturas automontadas
das estruturas automontadas
09:53
to lie parallel,
167
581825
1350
a ficarem em paralelo,
09:55
aligned with our guide structure.
168
583199
2400
alinhado-as com a nossa estrutura de guia.
09:58
For example, if we want to make
a fine, 40-nanometer line,
a fine, 40-nanometer line,
169
586510
4639
Por exemplo, se quisermos fazer
uma linha fina de 40 nanômetros,
uma linha fina de 40 nanômetros,
10:03
which is very difficult to manufacture
with conventional projection technology,
with conventional projection technology,
170
591173
4138
que é muito difícil de fabricar
com tecnologia de projeção convencional,
com tecnologia de projeção convencional,
10:08
we can manufacture
a 120-nanometer guide structure
a 120-nanometer guide structure
171
596274
4785
podemos fabricar uma estrutura
de guia de 120 nanômetros
de guia de 120 nanômetros
10:13
with normal projection technology,
172
601083
2504
com tecnologia de projeção normal,
10:15
and this structure will align three
of the 40-nanometer lines in between.
of the 40-nanometer lines in between.
173
603611
6591
e essa estrutura alinhará três
das linhas de 40 nanômetros entre elas.
das linhas de 40 nanômetros entre elas.
10:22
So the materials are doing
the most difficult fine patterning.
the most difficult fine patterning.
174
610226
4769
Então os materiais estão fazendo
o padrão fino mais difícil.
o padrão fino mais difícil.
10:27
And we call this whole approach
"directed self-assembly."
"directed self-assembly."
175
615790
3907
Chamamos toda essa abordagem
de "automontagem dirigida".
de "automontagem dirigida".
10:33
The challenge with directed self-assembly
176
621586
2754
O desafio da automontagem dirigida
10:36
is that the whole system
needs to align almost perfectly,
needs to align almost perfectly,
177
624364
4476
é que todo o sistema precisa
se alinhar quase perfeitamente,
se alinhar quase perfeitamente,
10:40
because any tiny defect in the structure
could cause a transistor failure.
could cause a transistor failure.
178
628864
5281
porque qualquer defeitozinho na estrutura
pode causar uma falha no transistor.
pode causar uma falha no transistor.
10:46
And because there are billions
of transistors in our circuit,
of transistors in our circuit,
179
634169
2969
E porque há bilhões
de transistores em nosso circuito,
de transistores em nosso circuito,
precisamos de um sistema
quase molecularmente perfeito.
quase molecularmente perfeito.
10:49
we need an almost
molecularly perfect system.
molecularly perfect system.
180
637162
3228
10:52
But we're going to extraordinary measures
181
640977
2005
Mas estamos tomando medidas
extraordinárias para alcançar isto,
extraordinárias para alcançar isto,
10:55
to achieve this,
182
643006
1167
10:56
from the cleanliness of our chemistry
183
644197
2992
da limpeza de nossa química
10:59
to the careful processing
of these materials
of these materials
184
647213
2326
ao processamento cuidadoso dos materiais
11:01
in the semiconductor factory
185
649563
1571
na fábrica de semicondutores
11:03
to remove even the smallest
nanoscopic defects.
nanoscopic defects.
186
651158
4572
para eliminar até mesmo
os menores defeitos nanoscópicos.
os menores defeitos nanoscópicos.
11:09
So directed self-assembly
is an exciting new disruptive technology,
is an exciting new disruptive technology,
187
657311
5190
A automontagem dirigida
é uma nova tecnologia inovadora,
é uma nova tecnologia inovadora,
11:14
but it is still in the development stage.
188
662525
2569
mas ainda está em fase de desenvolvimento.
11:17
But we're growing in confidence
that we could, in fact, introduce it
that we could, in fact, introduce it
189
665680
3861
Estamos crescendo na confiança
de que podemos, de fato, introduzi-la
de que podemos, de fato, introduzi-la
11:21
to the semiconductor industry
190
669565
1687
na indústria de semicondutores
11:23
as a revolutionary new
manufacturing process
manufacturing process
191
671276
2957
como um novo processo
de fabricação revolucionário
de fabricação revolucionário
11:26
in just the next few years.
192
674257
2067
nos próximos anos.
11:29
And if we can do this,
if we're successful,
if we're successful,
193
677014
3034
E se pudermos fazer isso,
se formos bem-sucedidos,
se formos bem-sucedidos,
11:32
we'll be able to continue
194
680072
1531
nós poderemos continuar
11:33
with the cost-effective
miniaturization of transistors,
miniaturization of transistors,
195
681627
3258
com a miniaturização
econômica de transistores,
econômica de transistores,
11:36
continue with the spectacular
expansion of computing
expansion of computing
196
684909
3753
continuar com a espetacular
expansão da computação
expansão da computação
11:40
and the digital revolution.
197
688686
1882
e da revolução digital.
11:42
And what's more, this could even
be the dawn of a new era
be the dawn of a new era
198
690592
3545
E mais, isso poderia ser
o alvorecer de uma nova era
o alvorecer de uma nova era
11:46
of molecular manufacturing.
199
694161
2231
de fabricação molecular.
11:48
How cool is that?
200
696416
1531
Isso é muito legal, não é?
11:50
Thank you.
201
698519
1158
Obrigado.
11:51
(Applause)
202
699701
4209
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Karl Skjonnemand - Technology developerAs a passionate technology leader, Karl Skjonnemand has a hunger for solutions to advanced technology problems.
Why you should listen
Karl Skjonnemand has launched several new products and built new business in different industries with novel materials. He currently leads a diverse group of R&D teams working on innovative materials for semiconductor applications.
Skjonnemand grew up overseas then returned home to the UK where he studied physics followed by a PhD in molecular electronics. Since 1999, he's worked in industrial research and development in Taiwan, Japan, USA and the UK. He's a strong believer that thought diversity within R&D creates a powerhouse for innovation.
Karl Skjonnemand | Speaker | TED.com