Em 1965, o cofundador da Intel, Gordon Moore, articulou o que se tornou a "Lei de Moore". Por mais de meio século, ela sustentou os ganhos constantes no desempenho dos circuitos integrados (CIs) e a redução de custos — a base da tecnologia digital moderna. Em resumo: o número de transistores em um chip dobra aproximadamente a cada dois anos.
Durante anos, o progresso seguiu esse ritmo. Agora, o cenário está mudando. A miniaturização tornou-se difícil; as dimensões dos componentes foram reduzidas a apenas alguns nanômetros. Os engenheiros estão se deparando com limites físicos, etapas de processo mais complexas e custos crescentes. Geometrias menores também reduzem o rendimento, dificultando a produção em larga escala. Construir e operar uma fábrica de ponta exige imenso capital e expertise. Muitos, portanto, argumentam que a Lei de Moore está perdendo força.
Essa mudança abriu caminho para uma nova abordagem: os chiplets.
Um chiplet é um pequeno chip que executa uma função específica — essencialmente uma fatia do que antes era um chip monolítico. Ao integrar vários chiplets em um único encapsulamento, os fabricantes podem montar um sistema completo.
Na era monolítica, todas as funções residiam em um único chip grande, de modo que um defeito em qualquer ponto poderia inviabilizar todo o chip. Com os chiplets, os sistemas são construídos a partir de "chips comprovadamente bons" (KGD, na sigla em inglês), melhorando drasticamente o rendimento e a eficiência de fabricação.
A integração heterogênea — que combina chips fabricados em diferentes nós de processo e para diferentes funções — torna os chiplets especialmente poderosos. Blocos de computação de alto desempenho podem usar os nós mais recentes, enquanto a memória e os circuitos analógicos permanecem em tecnologias maduras e econômicas. O resultado: maior desempenho a um custo menor.
A indústria automotiva está particularmente interessada. As principais montadoras estão utilizando essas técnicas para desenvolver os futuros SoCs (System-on-a-Chip) para veículos, com a adoção em massa prevista para depois de 2030. Os chiplets permitem que elas escalem IA (Inteligência Artificial) e gráficos de forma mais eficiente, ao mesmo tempo que melhoram o rendimento — impulsionando tanto o desempenho quanto a funcionalidade dos semicondutores automotivos.
Algumas peças automotivas precisam atender a rigorosos padrões de segurança funcional e, portanto, dependem de nós tecnológicos mais antigos e comprovados. Enquanto isso, sistemas modernos como os de assistência avançada ao motorista (ADAS) e veículos definidos por software (SDVs) exigem muito mais poder de processamento. Os chiplets preenchem essa lacuna: ao combinar microcontroladores de alta segurança, grande capacidade de memória e poderosos aceleradores de IA, os fabricantes podem adaptar os SoCs às necessidades de cada montadora — e com mais rapidez.
Essas vantagens vão além do setor automotivo. As arquiteturas de chiplets estão se disseminando para IA, telecomunicações e outros domínios, acelerando a inovação em diversos setores e se tornando rapidamente um pilar do roteiro de semicondutores.
A integração de chiplets depende de conexões compactas e de alta velocidade entre os chips. O principal fator que viabiliza isso é o interposer — uma camada intermediária, geralmente de silício, localizada abaixo dos chips, que roteia os sinais de forma semelhante a uma pequena placa de circuito impresso. Interposers melhores significam acoplamento mais eficiente e troca de sinais mais rápida.
A embalagem avançada também melhora a distribuição de energia. Conjuntos densos de minúsculas conexões metálicas entre os chips fornecem amplos caminhos para corrente e dados, mesmo em espaços reduzidos, permitindo a transferência de alta largura de banda e, ao mesmo tempo, aproveitando de forma eficiente a área limitada da embalagem.
A abordagem mais comum hoje em dia é a integração 2.5D: colocar vários chips lado a lado em um interposer. O próximo passo é a integração 3D, que empilha os chips verticalmente usando interconexões através do silício (TSVs) para uma densidade ainda maior.
A combinação do design modular de chips (separando funções e tipos de circuitos) com o empilhamento 3D resulta em semicondutores mais rápidos, menores e com maior eficiência energética. A localização conjunta de memória e computação proporciona enorme largura de banda para grandes conjuntos de dados — ideal para IA e outras cargas de trabalho de alto desempenho.
A montagem vertical, no entanto, traz desafios. O calor se acumula mais facilmente, complicando o gerenciamento térmico e o rendimento. Para solucionar isso, pesquisadores estão desenvolvendo novos métodos de encapsulamento para lidar melhor com as restrições térmicas. Mesmo assim, o momento é promissor: a convergência de chiplets e integração 3D é amplamente vista como um paradigma disruptivo, pronto para dar continuidade ao legado da Lei de Moore.
Data da publicação: 15 de outubro de 2025