DARPA propõe novos semicondutores em resposta à China

A guerra comercial entre a China e os Estados Unidos continua, agora com um novo player na contenda, a DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency, ou Agência de Pesquisa e Projetos Avançados de Defesa em português), o órgão do Departamento de Defesa norte-americano (DoD) responsável pelo P&D de novas tecnologias relacionadas à Defesa.

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Um dia após a China estatizar todas as terras do país ricas em gálio e germânio, elementos essenciais na produção de semicondutores, a agência incumbiu à Raytheon de produzir componentes utilizando outros materiais.

Raytheon vai desenvolver semicondutores baseados em materiais que não gálio e germânio, estatizados pela China (Crédito: Reprodução/acervo internet)

DARPA quer chips de diamante

Vamos recapitular: no dia 29 de junho de 2024, o governo chinês anunciou a estatização de todas as reservas de gálio e germânio do país, onde passou a controlar todas as etapas de produção, que incluem mineração, fundição, processamento, distribuição, e exportação; Pequim também definirá procedimentos e desenvolvimento sustentáveis, além de segurança e inovação.

Na prática, o premiê Xi Jinping assumiu o controle total desses materiais, o que terá severas consequências para o mercado global: a China responde por respectivamente 94% e 60% do gálio e germânio beneficiados, e o governo tem o poder de determinar quem poderá comprá-los, e por quanto.

O movimento é uma resposta às sanções comerciais impostas pelos EUA à China, onde diversas companhias do País do Meio, como a Huawei e a foundry estatal SMIC, não podem ter acesso a tecnologias de ponta para a produção de chips, oficialmente, por preocupações relativos à Defesa, como abastecer a Rússia; extraoficialmente (e a real intenção), frear o desenvolvimento tecnológico do país, em prol do America First.

Com a restrição ao gálio e germânio, que entrou em vigor em 1.º de outubro de 2024, a China pode (e deverá) cobrar mais caro de empresas alinhadas aos EUA, e conceder descontos aos parceiros do BRICS, que desde 2023 inclui também Irã, que assim como a Rússia, também não pode comprar tecnologias de ponta referentes a semicondutores, devido a sanções; o problema, Pequim tem poder comercial suficiente para não dar a mínima às sanções, que só motivaram empresas locais a contorná-las.

A jogada do premiê Xi é simples: ao impor restrições de compra ao gálio e germânio, e por deter as maiores reservas do primeiro do mundo, a China ditará o mercado, de modo a forçar os EUA a rever as sanções comerciais, na intenção de que elas sejam completamente removidas, só que o governo de Joe Biden definitivamente não está disposto a ceder.

O que nos traz ao cenário atual: um dia após a estatização do gálio e germânio na China entrar em vigor, a DARPA e a Raytheon, subsidiária da RTX Corporation, uma das várias contratadas do governo do setor de Defesa, fecharam um acordo para o desenvolvimento de uma nova geração de semicondutores, usando nitreto de alumínio e diamante.

Xi Jinping busca forçar os EUA a retirarem sanções, mas Joe Biden mandou a DARPA se virar, em busca de soluções alternativas (Crédito: Kevin Lamarque/Reuters)

O acordo, anunciado no dia 2 de outubro de 2024, visa um contrato de três anos para a produção de semicondutores de banda ultra larga (UWBGS), que usam materiais cujas bandas proibidas (bandgaps, áreas ao redor do átomo onde elétrons não podem existir) maiores que 4 eV; ligas com bandgaps maiores que o silício (1,1 eV), como o nitreto de gálio (3,4 eV), são melhores no gerenciamento de energia dos componentes.

Duas ligas classificadas como UWBGS são o óxido de gálio e o nitreto de alumínio e gálio, mas os preços dos materiais controlados pela China escalaram, ainda que por pura especulação e medo; o gálio teve valorização de quase 21%, e o germânio 100%, desde o início de 2024 até o momento.

Como a Casa Branca sequer cogita a ideia de rever as sanções, mesmo ficando óbvio que elas estão tendo o efeito contrário, a solução é diversificar. Segundo DARPA e RTX, o nitreto de alumínio sozinho possui bandgap de 6,2 eV, mas o problema é como integrá-lo com diamante a chips. Na primeira fase, a Raytheon desenvolverá um filme semicondutor de banda ultra larga, para integrá-lo a componentes e viabilizar a produção dos primeiros wafers, enquanto a fase 2 visa a miniaturização do processo, para a impressão de wafers maiores.

Basicamente, a Raytheon irá adotar a mesma metodologia antiga da Intel, o "tick-tock" (otimização e desenvolvimento), que permitiu à companhia introduzir novas gerações de processadores a cada dois anos, por muito tempo.

Raytheon vai inicialmente desenvolver um filme, a ser aplicado em chips (Crédito: Divulgação/RTX Corporation)

Fora chips, o nitreto de gálio é amplamente empregado em amplificadores de radiofrequência e potência, e este é um material que os EUA não refinam localmente, tudo o que usam é importado, principalmente da China; o país processa 2% do germânio local, mas 53% do que usam também é comprado junto ao País do Meio. Olhar para outros elementos é um investimento de médio-longo prazo, para evitar ficar refém de Pequim.

Claro, a solução mais simples seria simplesmente Biden e Xi sentarem e renegociarem seus acordos e sanções comerciais, mas como nenhum dos lados está disposto a ceder...

Fonte: RTX Corporation