A Lei de Moore, uma observação feita pelo ex-cofundador e CEO da Intel Gordon Moore em meados da década de 60 e revisada em meados da década de 70, exige essencialmente que a densidade do transistor em uma matriz (o número de transistores por milímetro quadrado) dobre a cada dois anos. Nos últimos anos, os fabricantes de chips tiveram que se contentar com um aumento de menos de 100% nesse número, embora o crescimento tenha sido significativo. Por exemplo, a densidade dos transistores no novo A5 Bionic de 14 nanômetros da Apple é de cerca de 134 milhões, em comparação com cerca de 90 milhões no A7 Bionic de 13 nm. Isso é 49% a mais.
Quanto ao tempo, TSMC e Samsung A Foundry continua acompanhando Moore, com o primeiro iniciando a arriscada produção de chips de 3 nm no final deste ano, seguida pela produção em massa no segundo semestre de 2022. Comparado aos chips de 5 nm, o chip de 3 nm da TSMC é mais atraente. Espera-se que o desempenho aumente em 10-15% ou o consumo de energia em 25-35%.
A Universidade de Sussex, no Reino Unido, descobriu uma maneira de dar propriedades de transistor a nanomateriais. Um nanomaterial é um material cujo tamanho é de 1 a 100 nm. O material realmente usado pela universidade é o grafeno, que é definido como "uma camada de átomos de carbono com um átomo de espessura dispostos em uma rede hexagonal". Ao dobrar uma camada de grafeno, semelhante ao papel de origami, o material adquire as propriedades de alguns componentes elétricos usados em microcircuitos. Essa descoberta poderia possibilitar a produção de pequenos microchips que permitiriam a fabricação de telefones mais rápidos e com menor consumo de energia. O tamanho dos microchips que poderiam ser criados a partir de nanomateriais seria tão pequeno que haveria mais espaço dentro do dispositivo para acomodar chips adicionais.
O grafeno é provavelmente o nanomaterial mais adequado para este tipo de componente devido às suas propriedades condutoras. Algumas fontes de alimentação usam baterias compostas de grafeno para reduzir o tempo de carregamento. Com o grafeno, as baterias de íon-lítio podem ser carregadas até cinco vezes mais rápido, de modo que uma bateria de íon-lítio que leva uma hora para carregar pode ser carregada em apenas 12 minutos. O nanomaterial também é 200 vezes mais resistente que o aço e seis vezes mais leve.
Em última análise, o grafeno pode ser usado para produzir outros materiais encontrados em smartphones, o que deve reduzir o peso dos telefones que usam esse material. Há alguns anos, uma empresa de pesquisa coreana conseguiu criar um display OLED usando grafeno e, no mês passado, a Appear Inc anunciou que lançará um telefone 5G com bateria de grafeno, o primeiro telefone com esse componente e o smartphone 5G mais leve. O telefone deve ser lançado no próximo mês, fabricado pela Foxconn, e deve vender 1 milhão de unidades nos primeiros seis meses. O dispositivo usará uma nova tecnologia inovadora à prova d'água. A Appear é conhecida por seu Graphene Super 20 Power Bank, que carrega em 20 minutos usando a tecnologia de bateria Fast Charge da empresa.
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