Coreia do Sul mira eficiência 100 vezes maior em chips de IA até 2035

Uma missão de semicondutores voltada à economia de energia

A Coreia do Sul pretende elevar a eficiência da computação de IA de cerca de dois tokens por watt atualmente para 200 até 2035, reunindo a Samsung Electronics, a SK hynix e a fabricante de equipamentos para semicondutores Jusung Engineering em uma missão de pesquisa do governo. O plano combina uma melhora de 8,8 vezes no desempenho computacional com uma redução de 11,4 vezes no consumo de energia, com o objetivo de alcançar cerca de 100 vezes mais capacidade de computação por watt.

O Ministério da Ciência e das TIC lançou comitês operacionais e técnicos para a missão de semicondutores K Moonshot em Seul, em 14 de outubro. Mais de 20 especialistas do governo, da indústria, de universidades e de instituições de pesquisa participam. A tarefa é desenvolver tecnologias fundamentais que enfrentem dois limites relacionados da computação de IA: a energia consumida pela movimentação de dados e a dificuldade de fornecer esses dados aos processadores com rapidez suficiente.

A iniciativa de semicondutores é uma das 12 missões do K Moonshot, um programa que combina IA com ciência e tecnologia para enfrentar desafios nacionais. Sua ambição central é construir sistemas de computação em torno da memória, em vez de tratá-la como um repositório separado que precisa enviar informações constantemente a um processador.

O ministério destinou 25 bilhões de won a projetos prioritários no ano seguinte ao lançamento. Trata-se de uma dotação inicial, não de um orçamento declarado para todo o programa até 2035. Essa distinção importa porque o trabalho proposto abrange dispositivos e processos de fabricação, pilhas de memória, encapsulamento e plataformas de computação completas.

O que a meta de 100 vezes realmente significa

A missão mede sua ambição em tokens por watt. Tokens são as unidades de texto processadas por muitos modelos de IA generativa: às vezes palavras inteiras, às vezes partes de palavras. Neste caso, a medida pretende expressar quanto processamento de IA um sistema consegue realizar com a energia que consome.

A conta por trás da meta está correta: 8,8 multiplicado por 11,4 resulta em 100,32. Portanto, elevar o desempenho e reduzir a energia necessária para alcançá-lo produziria aproximadamente a melhora anunciada. Passar de dois para 200 tokens por watt também representa um fator de 100.

Essas são metas de pesquisa, não resultados de um chip concluído. O anúncio não define qual modelo de IA, carga de trabalho ou configuração de computação será usado para medir o sucesso. Também não especifica se a medição de energia abrangerá chips individuais ou um sistema mais amplo. Essas escolhas serão importantes para comparar demonstrações futuras com o ponto de partida.

Um ganho de eficiência não significa automaticamente uma queda correspondente no consumo total de eletricidade. Se muito mais trabalho de IA for realizado, o consumo total ainda poderá aumentar. A promessa mensurável da missão é realizar mais computação por watt, com metas separadas para desempenho e consumo de energia.

Por que a memória está no centro

O ministério aponta os gargalos de memória e o aumento do consumo de energia como limitações centrais. Na computação convencional, os processadores buscam dados repetidamente na memória e enviam os resultados de volta. Quando os processadores conseguem trabalhar mais rápido do que os dados chegam, parte de sua capacidade fica ociosa. A movimentação desses dados também consome energia.

A computação centrada na memória busca reduzir essa carga ao realizar o processamento dentro da memória ou mais perto dela. O objetivo vai além de tornar um chip de memória mais rápido: envolve mudar a forma como processamento, armazenamento e movimentação de dados funcionam em conjunto.

Essa abordagem conecta as duas metas numéricas da missão. Reduzir atrasos na movimentação de dados pode ajudar os processadores a realizar mais trabalho, enquanto encurtar ou evitar transferências pode diminuir o consumo de energia. Será preciso demonstrar se as tecnologias planejadas oferecem os dois benefícios na escala necessária.

O foco do ministério também reflete a expansão da IA para além dos modelos generativos executados em grandes centros de computação. A IA que opera diretamente em dispositivos precisa respeitar limites de bateria e temperatura. A IA física, incluindo a robótica, precisa combinar processamento em tempo hábil com gerenciamento de energia. O anúncio não estabelece metas de desempenho separadas para essas aplicações, mas aponta seu crescimento como motivo para desenvolver chips mais eficientes.

Uma pilha de memória que combina DRAM e NAND

Um dos projetos prioritários da missão propõe uma nova forma de memória de alta largura de banda, ou HBM. Ela combinaria verticalmente a HBD, um componente de memória baseado em DRAM, com a HBF, um componente baseado em memória flash NAND. O objetivo é reunir a velocidade da DRAM com a maior capacidade de armazenamento associada à NAND.

A DRAM oferece acesso rápido a dados em uso, enquanto a memória flash NAND armazena dados sem exigir alimentação contínua. Elas têm finalidades e características operacionais diferentes. Por isso, combiná-las é mais complexo do que simplesmente adicionar camadas a uma pilha de memória existente.

O projeto proposto responde à necessidade de manter acessíveis quantidades maiores de dados de IA sem deixar que as transferências entre armazenamento, memória e processadores dominem o desempenho e o consumo de energia. O empilhamento vertical busca reunir essas funções em uma disposição mais compacta.

O anúncio não informa metas de capacidade, largura de banda, rendimento de produção ou lançamento comercial para esse projeto de memória. Portanto, ele deve ser entendido como uma linha de desenvolvimento, e não como o anúncio de um produto. Seu valor dependerá do sucesso da integração das diferentes tecnologias de memória e do desempenho da pilha resultante em um sistema completo.

Três etapas até 2035

O roteiro divide o desenvolvimento em três etapas, partindo de dispositivos semicondutores muito pequenos, passando por chips empilhados e chegando a plataformas integradas. A sequência prevista é:

• 14 de outubro: o ministério lança os comitês operacionais e técnicos em Seul.
• 2026 a 2029: o desenvolvimento se concentra em dispositivos e processos de semicondutores de dimensões extremamente reduzidas.
• 2030 a 2032: o programa avança nas tecnologias de semicondutores empilhados.
• 2033 a 2035: o trabalho se concentra em plataformas integradas e demonstrações no nível do sistema.
• 2035: a missão pretende alcançar 200 tokens por watt, em comparação com cerca de dois no ponto de partida informado.

As informações divergem quanto ao ano do lançamento. Um relato indica explicitamente 14 de outubro de 2026, enquanto outros mencionam 14 de outubro sem especificar o ano. A data de lançamento e o roteiro devem, portanto, ser tratados separadamente, em vez de usar um ano incerto para atribuir uma data de calendário ao financiamento descrito como destinado ao ano seguinte.

A primeira etapa inclui tecnologias de dispositivos e processos para circuitos abaixo de um nanômetro. Um nanômetro equivale a um bilionésimo de metro. O anúncio define uma direção de pesquisa em uma escala extremamente pequena, mas não explica exatamente a quais dimensões de componentes a meta se refere nem apresenta um cronograma de fabricação.

A etapa final é especialmente importante para o objetivo declarado da missão. Um dispositivo ou componente de memória promissor, por si só, não demonstrará uma eficiência computacional 100 vezes maior. As tecnologias precisarão ser integradas e testadas em conjunto para comprovar o que oferecem como plataforma funcional.

O encapsulamento passa a fazer parte do plano de computação

O ministério também planeja desenvolver encapsulamento avançado que reúna substratos de vidro, comunicações ópticas e chips de computação. O encapsulamento é a estrutura que conecta e dá suporte aos chips, permitindo que troquem dados e funcionem como um sistema. Nesta missão, ele faz parte da tecnologia em desenvolvimento, não é apenas a etapa final após a produção dos chips.

As comunicações ópticas usam luz para transportar informações. Sua inclusão coloca as conexões entre componentes, assim como os dispositivos e a memória, entre as áreas de pesquisa. Os substratos de vidro também integram o trabalho de integração planejado, embora o anúncio não apresente especificações nem vantagens mensuradas para os projetos propostos.

A estratégia mais ampla reflete uma mudança descrita pelo ministério: a competição está deixando de se concentrar apenas na redução do tamanho de um único chip e passando a abranger a integração de dispositivos, processos de fabricação, memória, encapsulamento e sistemas. Melhorar um componente pode trazer benefícios limitados se outro continuar restringindo a movimentação de dados ou consumindo energia demais.

Por isso, a missão inclui demonstrações integradas voltadas às demandas da indústria. O objetivo é testar se os avanços funcionam em conjunto em condições úteis de computação, em vez de avaliar cada resultado de pesquisa apenas por seu desempenho isolado.

Quem vai orientar a pesquisa

Kim Ji-young, diretor do programa de semicondutores, preside o comitê operacional. Participam representantes do Ministério da Ciência e das TIC, da Fundação Nacional de Pesquisa da Coreia, da Samsung Electronics, da SK hynix e da Jusung Engineering, além de especialistas acadêmicos e de instituições de pesquisa.

O comitê operacional definirá e revisará os planos dos projetos de pesquisa, analisará questões importantes de implementação e coordenará decisões. Um comitê técnico separado desenvolverá o roteiro tecnológico, planejará projetos detalhados, acompanhará o andamento das pesquisas e gerenciará as metas. Essa divisão separa a direção do programa da execução técnica.

Na reunião de lançamento, os participantes discutiram prioridades para tecnologias fundamentais, metas para cada etapa, conexões com programas de pesquisa de semicondutores já existentes e demonstrações orientadas pela demanda da indústria. Espera-se que a Jusung Engineering contribua para o desenvolvimento de dispositivos e processos, levando a perspectiva de uma fabricante de equipamentos a um grupo que também inclui grandes fabricantes de memória.

Kim Sung-soo, funcionário do ministério responsável pela política de pesquisa e desenvolvimento, afirmou que a missão deve conectar a pesquisa fundamental à competitividade industrial:

Vamos concentrar as capacidades da indústria, da academia e das instituições de pesquisa para garantir proativamente tecnologias fundamentais para os semicondutores do futuro e assegurar que os resultados das pesquisas se traduzam em competitividade industrial por meio da missão de semicondutores K-Moonshot.

O lançamento dos comitês estabelece uma estrutura de governança. Por si só, não comprova que as tecnologias propostas estejam prontas para produção nem que as empresas participantes tenham se comprometido com produtos comerciais específicos.

Financiamento público e decisões ainda pendentes

O ministério espera que o investimento público apoie tecnologias caras e com riscos técnicos significativos, incluindo pesquisas que as empresas talvez tenham dificuldade para financiar sozinhas. Universidades, empresas e institutos de pesquisa desenvolverão tecnologias fundamentais, enquanto governo e indústria vão validá-las em conjunto por meio de projetos de pesquisa.

A dotação de 25 bilhões de won garante um compromisso inicial de financiamento para a missão. O anúncio não informa um orçamento total até 2035, a distribuição do financiamento entre os participantes nem o valor de eventuais investimentos empresariais correspondentes. Essas lacunas limitam as conclusões possíveis sobre a dimensão do esforço completo.

Vários detalhes técnicos também ainda não foram divulgados: o parâmetro de referência para medir tokens por watt, o escopo exato da medição de energia, as especificações da pilha que combina DRAM e NAND e os critérios para aprovar demonstrações integradas. Essas decisões práticas determinarão se será possível medir o progresso de forma consistente em relação à meta principal.

O roteiro estabelece períodos amplos de desenvolvimento, mas não define datas específicas para novas audiências, decisões de financiamento ou lançamentos de produtos. Cabe aos comitês realizar o próximo trabalho substancial: transformar a missão em projetos detalhados, estabelecer metas mensuráveis e conectar a pesquisa aos programas existentes. O teste central é saber se os avanços em memória, dispositivos e encapsulamento produzirão a eficiência prometida quando combinados.

Principais pontos

• A Coreia do Sul pretende elevar a eficiência da computação de IA de cerca de dois para 200 tokens por watt até 2035.
• A meta combina uma melhora de 8,8 vezes no desempenho com uma redução de 11,4 vezes no consumo de energia.
• Samsung Electronics, SK hynix e Jusung Engineering participam ao lado do governo, de universidades e de instituições de pesquisa.
• Uma pilha de memória proposta combinaria a HBD baseada em DRAM com a HBF baseada em NAND.
• O roteiro abrange tecnologias de semicondutores de dimensões reduzidas entre 2026 e 2029, chips empilhados entre 2030 e 2032 e plataformas integradas entre 2033 e 2035.
• O ministério destinou 25 bilhões de won aos projetos prioritários iniciais, mas não informou um orçamento total até 2035.
• Os parâmetros de referência e as datas de lançamento comercial não foram especificados.