Pesquisadores da Universidade do Sul da Califórnia criaram um chip memristor de alta temperatura que opera a 700°C sem falhar — mais quente que lava derretida — e que pode realizar multiplicação de matrizes (a operação dominante em IA) de forma ordens de magnitude mais rápida e eficiente do que chips convencionais. O estudo foi publicado na revista Science em 26 de março de 2026 e foi destaque no Science Daily em 7 de abril.
1. O que é um memristor e por que importa para o chip USC de alta temperatura
O chip memristor de alta temperatura da USC pertence a uma categoria específica de componentes nanoscala que podem tanto armazenar dados quanto realizar computações. O nome é uma contração de “memory resistor” — um resistor com memória.
Ao contrário dos chips de silício convencionais, que separam armazenamento e processamento em componentes diferentes (criando o “gargalo de Von Neumann”), memristores realizam cálculos diretamente enquanto dados fluem através deles, usando a Lei de Ohm. O resultado é obtido instantaneamente como corrente medida — sem o ir e vir de dados entre memória e processador que consome energia e tempo nos chips atuais.
2. Como o chip memristor de alta temperatura foi construído
O chip memristor da USC é construído como uma estrutura em camadas microscópicas: eletrodo de tungstênio no topo, cerâmica de óxido de háfnio no meio, e grafeno na camada inferior. Jian Zhao, primeiro autor do estudo, escolheu tungstênio porque tem o ponto de fusão mais alto de qualquer elemento. O grafeno, uma folha de carbono com espessura de um átomo, é conhecido por sua força excepcional e resistência ao calor.
O pesquisador responsável, Joshua Yang, professor na USC, admitiu: “Para ser honesto, foi por acidente, como a maioria das descobertas.” A equipe tentava criar um dispositivo diferente baseado em grafeno, que não funcionou como planejado. Ao investigar por que, encontraram algo inesperado nos dados de comportamento do material.
3. O mecanismo que protege o chip memristor USC em alta temperatura
A chave da descoberta no chip memristor de alta temperatura da USC é o comportamento do grafeno como barreira atômica. Em eletrônicos convencionais, o calor faz átomos metálicos no eletrodo superior migrarem lentamente pela camada cerâmica até alcançar o eletrodo inferior — criando uma ponte condutora permanente que curto-circuita o dispositivo e o trava no estado “ligado”.
O grafeno previne esse processo. Sua interação com o tungstênio é, nas palavras de Yang, “similar a óleo e água”. Átomos de tungstênio que se aproximam da superfície do grafeno não conseguem se ligar a ela. Sem um ponto estável onde se estabelecer, eles derivam em vez de formar a ponte condutora. Isso preserva a função do dispositivo mesmo sob calor extremo.
4. Por que o chip memristor USC é revolucionário para IA
A afirmação do professor Yang sobre o chip memristor de alta temperatura e IA é direta: “Mais de 92% da computação em sistemas de IA como o ChatGPT não é nada além de multiplicação de matrizes. Este tipo de dispositivo pode realizar isso da maneira mais eficiente, ordens de magnitude mais rápido e com menos energia.”
O dispositivo reteve dados por mais de 50 horas a 700°C sem precisar ser atualizado. Suportou mais de 1 bilhão de ciclos de comutação nessa temperatura e operou a apenas 1,5V com velocidades medidas em dezenas de nanossegundos. Yang e três co-autores já cofundaram uma empresa chamada TetraMem para comercializar chips baseados em memristores em temperatura ambiente. O laboratório já usa chips funcionais da TetraMem para tarefas de machine learning.
5. Aplicações além da IA para o chip USC de alta temperatura
O chip memristor de alta temperatura da USC abre aplicações que estavam simplesmente fechadas para a eletrônica de silício. Vênus tem temperatura superficial de cerca de 465°C — todo lander enviado ao planeta falhou parcialmente por causa do calor extremo. Chips que operam a 700°C mudariam completamente as possibilidades da exploração venusiana.
Sistemas de energia geotérmica exigem eletrônicos que funcionem profundamente no subsolo, onde rochas ao redor podem estar incandescentes. Sistemas nucleares e de fusão expõem equipamentos a calor intenso. No cotidiano, durabilidade melhora significativamente: um dispositivo certificado para 700°C seria extremamente robusto nas temperaturas de cerca de 125°C que a eletrônica automotiva frequentemente atinge.
6. Da pesquisa ao produto: o que ainda falta
Yang é explícito sobre as limitações do chip memristor de alta temperatura da USC: memória é apenas uma parte de um sistema de computação completo. Circuitos lógicos de alta temperatura também precisarão ser desenvolvidos e integrados. Os dispositivos atuais foram construídos manualmente em escala muito pequena em ambiente de laboratório — a manufatura em escala levará tempo.
“Este é o primeiro passo. Ainda há um longo caminho”, disse Yang. “Mas logicamente, você pode ver: agora isso é possível. O componente faltante foi criado.” Dois dos materiais usados — tungstênio e óxido de háfnio — já são amplamente usados na produção de semicondutores. O grafeno está sendo desenvolvido por empresas como TSMC e Samsung.
Saiba mais: Artigo completo no ScienceDaily | Paper original na revista Science (DOI: 10.1126/science.aeb9934) | TetraMem — empresa de memristores