China inaugura fábrica de chips 2D para contornar sanções dos EUA: o que isso significa para o futuro do setor?

Resumo Rápido!

Nesta semana, Xangai colocou em funcionamento a primeira linha de produção comercial de semicondutores bidimensionais do mundo. Com materiais que têm apenas 3 átomos de espessura, essa inovação promete desviar dos limites físicos do silício e contornar as sanções norte-americanas ao mesmo tempo.

A Shanghai Atomic Technology ativou oficialmente sua linha piloto de semicondutores 2D em Pudong, marcando a transição do processador WUJI, o maior chip 2D já fabricado, do laboratório para a produção comercial. Enquanto Washington intensifica as restrições a chips tradicionais, Pequim avança em uma tecnologia pós-silício que pode mudar o rumo da corrida tecnológica antes de 2030.

O Chip que Desafia a Física do Silício

O processador WUJI integra 5.900 transistores feitos de dissulfeto de molibdênio (MoS₂), um material de apenas alguns átomos de espessura. Para ter uma ideia do feito, isso representa 5.000% a mais de transistores do que o recorde anterior de 115 em circuitos 2D funcionais, resultado de cinco anos de pesquisa da Universidade de Fudan.

A arquitetura RISC-V de 32 bits permite operações aritméticas com números de até 4,2 bilhões, acesso a gigabytes de memória e execução de até 1 bilhão de instruções. E o que diferencia essa tecnologia é o baixo consumo de energia: apenas 0,43 miliwatts operando a 1 kHz — uma potência comparável ao nível nanométrico, utilizando processos de fabricação micrométricos.

Por Que o Silício Perde Para Materiais Atômicos

Quando os transistores de silício diminuem para menos de 3 nm, os elétrons começam a “vazar” entre as barreiras devido ao efeito túnel quântico, resultando em superaquecimento e perda de eficiência. Materiais 2D como MoS₂, tungstênio disseleneto (WSe₂) e grafeno mantêm suas propriedades elétricas mesmo em espessuras de 1 átomo, conduzindo elétrons com menos resistência do que o silício nessa escala.

A Penn State demonstrou em junho de 2025 o primeiro computador CMOS funcional sem silício utilizando esses materiais, combinando MoS₂ (transistores tipo-n) e WSe₂ (tipo-p). O MIT desenvolveu, em 2023, técnicas que possibilitam a fabricação de cristais 2D perfeitos diretamente sobre wafers de silício convencionais, eliminando um dos maiores gargalos da produção em massa.

Cronograma de Industrialização: 2026-2030

A linha piloto de 1.000 m² já produziu os primeiros chips de teste e seguirá um cronograma ambicioso:

• Junho de 2026: Operação plena da linha piloto e início de processos equivalentes a 90 nm.
• Dezembro de 2026: Primeiros lotes comerciais em pequena escala.
• 2027: Atingir equivalente a processos de 28 nm.
• 2028: Meta de 5 nm ou 3 nm (tecnicamente sub-1 nm real devido à espessura atômica).
• 2030: Produção em massa estabelecida.

Bao Wenzhong, fundador da Shanghai Atomic (empresa criada em fevereiro de 2025 após sua separação da Fudan), lidera o projeto e já possui mais de 20 patentes cobrindo etapas críticas da fabricação 2D.

A porcentagem de circuitos funcionais obtidos na produção, chamada yield, dos inversores atingiu 99,77% nos testes. Para se ter uma ideia, de cada 10.000 inversores fabricados no chip WUJI, 9.977 funcionaram perfeitamente, um resultado comparável aos processos consolidados de silício, que têm yields acima de 95-98%. Isso indica que a tecnologia 2D já saiu da fase experimental e é viável comercialmente.

Enquanto os EUA bloquearam o acesso chinês a equipamentos EUV (litografia ultravioleta extrema) necessários para processos abaixo de 7 nm em silício, a rota 2D contorna essa limitação. A China investiu fortemente em alternativas pós-silício através dos planos “Made in China 2025” e o 14º Plano Quinquenal, priorizando materiais 2D, arseneto de gálio (GaAs) e transistores baseados em bismuto.

O país controla de 60% a 90% do refino global de minerais críticos, como grafite, gálio e terras raras, insumos essenciais para semicondutores avançados. Essa dominância mineral, combinada com pesquisa de ponta, cria um ciclo onde laboratórios chineses conseguem desenvolver protótipos mais rapidamente do que concorrentes ocidentais, que dependem de cadeias de produção fragmentadas.

A Universidade de Pequim demonstrou transistores 2D à base de selênio de bismuto (Bi₂O₂Se) com 40% mais velocidade e 10% menos consumo do que silício equivalente. Embora ainda esteja em fase laboratorial, isso indica múltiplas frentes de pesquisa em andamento.

Aplicações onde 2D já Vence Silício

Chips ultrafinos possuem resistência a doses extremas de radiação gama, prótons e elétrons sem degradação. Testes mostraram que seu desempenho se mantém estável, mesmo sob fluxos superiores aos encontrados em órbita baixa terrestre, tornando-os ideais para:

• Satélites e computadores espaciais (não requerem blindagem pesada).
• Eletrônica militar em ambientes de alta radiação.
• Sensores em reatores nucleares.
• Dispositivos médicos implantáveis (baixíssimo consumo e biocompatibilidade).

A espessura extrema possibilita integração em substratos flexíveis, adequados para wearables e IoT de nova geração. Um chip 2D pode operar com tão pouca energia que funcionará com colheita de energia ambiental (RF, luz, vibração), dispensando baterias.