Sam Zeloof, de 22 anos anunciou sua própria fabricação de semicondutores. Mas, ainda há um fato curioso, a garagem do pai em nova Jersey. Assim, fica próximo de onde primeiro transistor foi criado. No entanto, se você não lembra o primeiro feito foi em 1947 por Bell Labs.
Os equipamentos utilizados pelo Sam são todos recondicionados. Mas, o mais incrível é que ele sozinho produziu um chip com 1.200 transistores. Em seu relato, ele conta que cortou wafers de silício. Depois, ele modelou com desenhos microscópicos usando luz ultravioleta. Depois, ele mesmo mergulhou em ácido. Veja todos os detalhes no vídeo abaixo gravado pelo próprio Sam.
“Talvez seja excesso de confiança, mas tenho a mentalidade de que outro humano descobriu, então eu também posso, mesmo que demore mais”, diz ele.
Não foi a primeira vez
Sam conta que não é a primeira vez que faz isso. Em 2018 ele já havia feito o seu primeiro, bem menor. No entanto, o seu interesse por chips começou em 2016. Modesto, ele fiz que os seus chips ficam atrás dos da Intel. Porém, ele também revela que tem progredido mais do que qualquer empresa de semicondutores.
Dito isso, ele conta que seus chips possuem 200 vezes mais transistores do que o primeiro. E destaca que isso supera a lei de Moore. Assim, essa regra do cofundador da Intel, diz que o número de transistores em um chip dobra a cada dois anos. Desta forma, a lei não se aplica aos chips do Sam Zeloof.
De olho nos Chips da Intel
Com seus recursos e tudo caseiro, Sam quer alcançar a escala do chip 4004 da Intel de 1971. Na época, o chip 4004 da Intel tinha 2.300 transistores, era usado por calculadores e outras máquinas da época.
Interesses no mercado
Com a pandemia a escassez global de chips afetou o mercado. Inclusive, afetou produtos como carros e consoles de jogos. Assim, essa demanda, inspira a retomada de produção de chips de nos EUA. No entanto, é importante lembrar que já fazem algumas décadas de offshoring dos EUA.
Mas, saiba que estes chips produzidos pelo Sam não vão parar um PlayStation. Porém, com esse seu novo hobby, ele quer mostrar que é possível produzir chips sem orçamentos infinitivos. A fabricação de chips de computador às vezes é descrita como o processo de fabricação mais difícil e preciso do mundo. Quando Zeloof começou a blogar sobre seus objetivos para o projeto, alguns especialistas do setor enviaram um e-mail para dizer ser impossível.
“A razão para fazer isso foi honestamente porque eu pensei que seria engraçado”, diz ele. “Eu queria fazer uma declaração de que devemos ser mais cuidadosos quando ouvimos que algo é impossível.”
A família de Zeloof foi solidária, mas também cautelosa. Seu pai pediu a um engenheiro de semicondutores que ele conhecia para dar alguns conselhos de segurança. “Minha primeira reação foi que você não poderia fazer isso. Esta é uma garagem”, diz Mark Rothman, que passou 40 anos em engenharia de chips e agora trabalha em uma empresa que fabrica tecnologia para telas OLED. A reação inicial de Rothman não se sustentou quando ele viu o progresso de Zeloof. “Ele fez coisas que eu nunca pensei que as pessoas pudessem fazer.”
Chips fabricados na garagem mudou a história de engenharia
O projeto de Zeloof envolve história e engenharia. A fabricação moderna de chips ocorre em instalações cujos caros sistemas de climatização removem todos os vestígios de poeira que possam atrapalhar seus bilhões de dólares em maquinário.
Zeloof não conseguiu igualar essas técnicas, então ele leu patentes e livros didáticos das décadas de 1960 e 1970, quando engenheiros de empresas pioneiras como a Fairchild Semiconductor fabricavam chips em bancadas de trabalho comuns.
“Eles descrevem métodos usando lâminas e fitas X-Acto e alguns béqueres, e não ‘Temos essa máquina de US$ 10 milhões do tamanho de uma sala’”, diz Zeloof.
Zeloof teve que criar seu laboratório com equipamentos antigos também. No eBay e em outros sites de leilões, ele encontrou suprimento pronto de equipamentos quase de graça dos anos 1970 e 1980 que pertenceram a empresas de tecnologia californianas desde então fechadas.
Muitos dos equipamentos precisavam ser consertados, mas as máquinas antigas são mais fáceis de mexer do que as máquinas de laboratório modernas. Uma das melhores descobertas de Zeloof foi um microscópio eletrônico quebrado que custou US$ 250.000 no início dos anos 90; ele o comprou por US$ 1.000 e o consertou. Ele o usa para inspecionar seus chips em busca de falhas, bem como as nanoestruturas nas asas das borboletas.
Sam Zeloof também improvisou
Às vezes Zeloof teve que improvisar. Como em uma fábrica de chips real, ele queria transferir seus projetos microscopicamente detalhados para seus dispositivos usando um processo chamado fotolitografia. Envolve o revestimento de um chip em material sensível à luz e o uso de um dispositivo como um projetor superpreciso para gravar em um modelo que orientará as etapas de processamento subsequentes.
As máquinas de fotolitografia são caras – até US$ 150 milhões – por isso, Zeloof fez a sua própria, parafusando um projetor de sala de conferência modificado comprado na Amazon em um microscópio. Ele projeta seus projetos em pequena escala em wafers de silício que Zeloof reveste em material sensível à luz ultravioleta.
O futuro de Sam Zellof
Zeloof diz que não sabe ao certo o que quer fazer após se formar nesta primavera, mas está pensando sobre o lugar que a fabricação de chips DIY pode ter no ecossistema de tecnologia moderna.
De muitas maneiras, a experimentação DIY nunca foi tão poderosa: equipamentos de robótica e impressoras 3D são facilmente comprados, e hardware amigável para hackers, como o microcontrolador Arduino e o Raspberry Pi, estão bem estabelecidos. “Mas os chips ainda são feitos em uma grande fábrica em algum lugar”, diz Zeloof. “Tem havido pouco progresso em tornar isso mais acessível.”
Ellsworth comentou
Ellsworth, cujos transistores caseiros inspiraram o Zeloof, diz que pode haver valor em permitir a fabricação prática de chips de alta qualidade. “As ferramentas que temos hoje podem colocar isso ao alcance de operações de pequena escala e, para certos problemas, acho que faz muito sentido”, diz ela.
Ellsworth diz que a tecnologia de chips vista como ultrapassada para as principais fábricas ainda pode ser útil para os engenheiros. Zeloof recentemente atualizou sua máquina de fotolitografia para imprimir detalhes tão pequenos quanto cerca de 0,3 mícrons, ou 300 nanômetros – aproximadamente no mesmo nível da indústria de chips comerciais em meados dos anos 90.
Agora, ele está pensando nas funções que poderia construir em um chip na escala do histórico 4004 da Intel.
Fonte: Wired, Blog do Zeloof