As terras raras têm assumido o centro das atenções no campo dos semicondutores e outras indústrias desde que as tensões entre os EUA e a China começaram. Gálio, germânio e antimônio não pertencem a esse grupo de elementos químicos exóticos, mas também estão sendo usados como moeda de troca pelas duas grandes potências para se atacarem. Seja como for, no domínio dos circuitos integrados há um elemento químico muito mais humilde, mas que também é essencial. E não é o silício, mas o cobre.
Este metal de transição não é um dos elementos químicos mais abundantes do nosso planeta, mas também não é incomum. Felizmente, é relativamente simples de extrair e processar. Destaca-se pela sua alta condutividade elétrica e boa condutividade térmica, bem como pela sua ductilidade e resistência à corrosão. Essas propriedades fizeram com que fosse um dos elementos essenciais na fabricação de semicondutores durante décadas, mas aos poucos está surgindo uma alternativa que parece destinada a deslocá-lo. E é um elemento realmente exótico.
Rutênio está abrindo caminho na indústria de circuitos integrados
Antes de nos aprofundarmos nas propriedades do rutênio, é bom saber exatamente para que os fabricantes de cobre usam o cobre. Ele é utilizado principalmente em conexões de transistores dentro de circuitos integrados. As ligações de cobre são responsáveis pela transmissão de sinais elétricos entre transistores e outros, portanto, sua intervenção é essencial dentro dos semicondutores.
No entanto, sua adoção no início não foi fácil. Não porque o cobre pode lixiviar para o silício. Durante o processo de difusão, os átomos de cobre se movem e se infiltram na estrutura cristalina do silício, degradando-o e condicionando suas propriedades físico-químicas.
Felizmente, a IBM encontrou a solução para esse problema em 1998. Seus pesquisadores perceberam que era possível desenvolver um revestimento para interconexões de cobre que pudesse atuar como uma barreira e, assim, evitar que os átomos de cobre se infiltrassem no silício. Essa estratégia foi tão eficaz que a indústria de semicondutores a adotou e a mantém até agora. No entanto, a inovação está abrindo caminho, e o rutênio parece estar destinado a substituir o cobre nas conexões entre transistores.
Jon Yu, responsável pelo boletim informativo The Asianometry, sugeriu isso muito apropriadamente durante a conversa que teve com Ben Thompson, autor da publicação muito interessante Stratechery. "Toda a indústria seguiu os passos da IBM e o cobre teve que ser tratado de uma forma inovadora que funcionou bem por mais de 20 anos. Agora acho que a indústria provavelmente está olhando para o rutênio como a próxima grande novidade em interconexões além do cobre."
Assim como o cobre, o rutênio é um metal de transição. As duas propriedades que o tornam tão interessante para substituir o cobre em circuitos integrados são sua alta condutividade elétrica e excelente resistência à corrosão. No entanto, não podemos ignorar algo muito importante: o rutênio é muito escasso na crosta terrestre. Muito escasso. Apenas 0,0000002% da crosta do nosso planeta é rutênio.
As principais reservas desse metal estão localizadas na África do Sul, Rússia, Zimbábue, Canadá e EUA. Veremos se ele finalmente se consolida como um dos ingredientes essenciais da próxima geração de circuitos integrados. Se for assim, com toda a probabilidade ele se tornará outro objeto de desejo das grandes potências.
Imagem | TSMC
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