A Nexstrom, de Singapura, quer levar semicondutores 2D para as fábricas de chips

Por décadas, os fabricantes de chips tentaram tornar os semicondutores mais rápidos reduzindo os transistores de silício e colocando mais deles em cada chip. Mas a redução dos transistores traz seus próprios problemas: controlar o fluxo de elétrons torna-se mais difícil, o que agrava problemas como vazamento, perda de energia e calor.

Nexstrom, uma startup de semicondutores incubada pela Xora Innovation, acredita que usar materiais bidimensionais (2D) em vez de silício é uma maneira viável de resolver esse problema, especialmente porque a escassez global de componentes impulsionada pela demanda por data centers não dá sinais de trégua.

A empresa sediada em Singapura está construindo equipamentos e processos que permitiriam às fundições fabricar semicondutores extremamente finos, conhecidos como dicalcogenetos de metais de transição (TMDs), diretamente em wafers de chips.

Agora, os TMDs não são realmente bidimensionais; eles são apenas tão finos que são agrupados com uma grande família de materiais chamados de "materiais 2D" para ilustrar sua espessura. Os TMDs têm apenas algumas camadas atômicas de espessura, uma característica que tem atraído a atenção de fabricantes de chips que buscam maneiras de reduzir ainda mais o tamanho dos chips.

A startup diz que seu produto, chamado North Star, foi projetado para cultivar TMDs diretamente em wafers de 300 mm (12 polegadas) usados na fabricação comercial de chips.

A startup não está sozinha em reconhecer o potencial de usar semicondutores 2D para reduzir ainda mais os chips. A TSMC, a Intel e o IMEC da Bélgica estão desenvolvendo maneiras de integrar materiais 2D em transistores, e empresas de equipamentos e materiais como AIXTRON, CDimension e várias startups estão abordando outras partes da cadeia de fabricação.

TSMC, ASML e IMEC recentemente até mostraram como transistores de materiais 2D poderiam ser usados em um processo de integração de 300 mm.

A Nexstrom, no entanto, está apostando que pode fazer avanços em uma área particularmente difícil: produzir esses materiais para a produção de semicondutores em escala. A tecnologia da empresa é baseada em parte em pesquisas de seu cofundador e cientista-chefe Lance Li, que anteriormente liderou pesquisas sobre eletrônicos pós-silício na TSMC. Li trabalha com materiais 2D desde 2012.

"No laboratório, as pessoas conseguem materiais de altíssima qualidade e muito pequenos, mas apenas em uma escala muito pequena", disse Li ao TechCrunch. "Esta é exatamente a lacuna que a Nexstrom está abordando."

Para fazer isso, a empresa sediada em Singapura disse na terça-feira que arrecadou uma rodada seed de US$ 12 milhões de investidores, incluindo Xora, Foothill Ventures e SEEDS. A empresa já arrecadou um total de US$ 15 milhões até o momento.

Mas, em vez de competir com gigantes da fabricação de chips como TSMC, Samsung e Intel, a Nexstrom quer vender sua tecnologia para eles ou trabalhar com eles como parceiros. A empresa diz que algumas empresas do setor já estão testando amostras de seus wafers e materiais, embora tenha recusado nomeá-las.

Ainda assim, há vários problemas a serem resolvidos antes que semicondutores tão minúsculos possam ser fabricados em escala, sendo o principal deles o cultivo consistente de TMDs em um wafer de tamanho completo.

"No estágio atual, nosso trabalho está focado em entregar a qualidade de material que [os parceiros da indústria] especificaram", disse a CEO da Nexstrom, Phoebe Tan, ao TechCrunch. "Comprovamos resultados de materiais em wafers usando nosso sistema de 12 polegadas que acaba de ser instalado. Nós escalamos sistematicamente de 2 polegadas para 6 polegadas, e vamos concluir nossas 8 polegadas e 12 polegadas até o final de outubro."

A Nexstrom planeja usar o financiamento para desenvolver ainda mais sua tecnologia e aproximar seus equipamentos da produção comercial. Tan disse que o dinheiro também será destinado a melhorar o controle de processos e capacidades de medição, expandir sua equipe e apoiar programas de qualificação com clientes potenciais.

A startup espera que seus equipamentos estejam prontos para produção comercial entre 2030 e 2035.