Ajinomoto e o ABF: o filme japonês que sustenta as GPUs de IA da NVIDIA

No pico da febre da inteligência artificial, um componente quase imperceptível passou a ser determinante na competição tecnológica à escala mundial.

Por trás das GPUs mais cobiçadas, das linhas de fabrico da TSMC e da escalada da NVIDIA em capitalização bolsista, existe um estrangulamento discreto: uma película isolante produzida quase só por uma empresa japonesa mais conhecida, na realidade, por temperos e sopas instantâneas. E esta dependência extrema já entrou no radar de governos e de grandes nomes da tecnologia.

De sopas instantâneas a chips de última geração

No Japão, Ajinomoto costuma ser sinónimo de caldos, temperos prontos e massa instantânea. Fora do supermercado, porém, o grupo é também um gigante industrial, presente em química fina, biotecnologia e materiais avançados, com receitas anuais na ordem dos milhares de milhões de euros.

É precisamente esse lado menos visível que hoje fornece um elemento crucial para os semicondutores: a película de construção em camadas da Ajinomoto - o ABF. Sem esta película, processadores de alto desempenho - de CPUs para centros de dados a GPUs para IA - simplesmente não conseguem sair da fábrica.

O ABF é o tipo de material que ninguém nota quando funciona, mas que para o planeta inteiro quando falta.

Segundo estimativas frequentemente citadas por analistas, a Ajinomoto concentra mais de 95% da produção mundial de materiais ABF usados em substratos de CPUs e GPUs avançados. E, neste momento, não existe um fornecedor com escala comparável nos Estados Unidos ou na Europa.

Da descoberta do umami ao domínio dos semicondutores

Um tempero que virou tecnologia

A origem desta história fica muito longe da litografia ultravioleta extrema. Em 1908, o professor Kikunae Ikeda, em Tóquio, procura explicar porque é que a sopa de algas feita em casa tem um sabor tão intenso e diferente do doce, salgado ou amargo. Ao isolar o glutamato, identifica um novo gosto fundamental, que mais tarde seria conhecido como umami.

No ano seguinte nasce a Ajinomoto, cujo nome significa “a essência do sabor”. A empresa cresce apoiada em três bases tecnológicas: fermentação, biologia e química alimentar. Esta capacidade de manipular moléculas, controlar processos exigentes e escalar produção torna-se parte do ADN da organização.

Décadas depois, essa competência em química complexa acabaria por se transformar numa vantagem num sector totalmente diferente: o dos materiais para electrónica avançada.

Quando o resíduo vira oportunidade industrial

Na década de 1970, a Ajinomoto depara-se com um incómodo: o fabrico em grande volume de aminoácidos gera subprodutos em quantidades elevadas, dispendiosos de tratar e eliminar. Em vez de encarar o tema apenas como um passivo ambiental, equipas de I&D começam a estudar o comportamento físico e químico desses resíduos.

O que parecia simples “sobra” de processo mostra características inesperadas: bom isolamento eléctrico, estabilidade térmica e uma estrutura homogénea. Ainda não existia uma aplicação evidente, mas a base estava criada.

Só nos anos 1990 é que este conhecimento encontra o encaixe perfeito, quando a indústria dos chips esbarra num problema ligado à miniaturização.

Quando a miniaturização travou e o Japão entrou em cena

Intel encurralada em 1996

Em 1996, a Intel bate em limites práticos ao tentar reduzir ainda mais as dimensões dos seus processadores. As pistas de cobre ficam tão próximas que qualquer falha de isolamento passa a significar risco de curto-circuito, quebra de rendimento e chips defeituosos.

As soluções isolantes tradicionais começam a falhar: bolhas de ar, secagem irregular e contaminações microscópicas. Um defeito minúsculo pode derrubar o aproveitamento de lâminas inteiras.

Nesse cenário, fornecedores da cadeia de materiais lembram-se dos compostos isolantes da Ajinomoto. E surge a pergunta que mudaria o rumo das coisas:

“Vocês conseguem transformar isso em um filme contínuo, superlimpo, que possa ser colado e gravado com precisão sobre o substrato?”

Quatro meses para criar um material único

A Ajinomoto aceita o desafio. Em apenas quatro meses, equipas de químicos e engenheiros de materiais apresentam uma solução nova: uma película extremamente fina, uniforme e estável, aplicada em folhas sobre o substrato onde o chip será montado.

Esse material passa a chamar-se ABF. A sua função é servir de camada isolante de altíssima qualidade entre as várias camadas de interligações que ligam o chip ao resto do sistema.

• Aguenta temperaturas acima de 200 °C sem se deformar.
• Permite gravação com precisão quase micrométrica.
• É compatível com deposição directa de cobre.
• Mantém propriedades isolantes mesmo com geometrias extremamente finas.

A cada geração de processadores, o ABF exige afinações: espessura, resposta térmica, aderência e compatibilidade com novos processos de gravação e de empilhamento.

Como o ABF chegou às GPUs de IA da NVIDIA

Do primeiro teste à adopção massiva

Em 1999, a Intel oficializa a utilização do ABF nas suas linhas de processadores mais avançadas. Pouco tempo depois, empresas como AMD, Broadcom e Qualcomm adoptam o mesmo caminho. À medida que os chips ganham complexidade, a película japonesa torna-se praticamente um padrão do mercado.

Actualmente, quase todo o processamento de alto desempenho para centros de dados, redes 5G, placas gráficas e aceleradores de IA recorre a substratos baseados em ABF.

Arquitecturas de IA dependem directamente do filme japonês

As GPUs da NVIDIA para IA generativa são muito mais do que “chips grandes de silício”. Fazem parte de um módulo complexo que combina o processador principal com memórias HBM empilhadas, tudo ligado por milhares de microinterligações.

Na TSMC, este encapsulamento recorre a tecnologias como o CoWoS, em que o chip e os blocos de memória são montados sobre um substrato intermédio. Esse substrato tem de:

• suportar uma densidade enorme de ligações eléctricas;
• lidar com temperaturas elevadas e picos de consumo;
• manter estabilidade mecânica em escalas abaixo de um décimo de milímetro;
• garantir isolamento perfeito entre linhas de sinal ultra-rápidas.

É precisamente o ABF que permite construir as camadas internas desse substrato. Sem ele, o estrangulamento deixaria de estar no silício ou na litografia e passaria para a fase de encapsulamento avançado - o que tornaria inviável produzir, em volume, chips como as GPUs NVIDIA orientadas para IA generativa e agentiva.

A produção de IA não é limitada só por fábricas de chips, mas também por poucos fornecedores de materiais críticos, como o ABF.

Um monopólio discreto que já travou entregas globais

Quando faltou filme e sobrou prejuízo

Com mais de 95% de quota global em ABF, a Ajinomoto controla um ponto de estrangulamento na cadeia dos semicondutores. Entre 2021 e 2022, esse domínio ficou particularmente visível, quando a indústria enfrentou um conjunto de factores: pandemia, logística bloqueada e explosão da procura por electrónica.

Nesse período, empresas como a Broadcom viram os prazos de entrega dispararem de pouco mais de 60 semanas para até 70 semanas. Em muitos casos, o obstáculo não estava nas lâminas de silício nem nas máquinas de litografia, mas sim na falta de película ABF suficiente para completar os pacotes.

Na prática, havia chips prontos que ficavam “sem encapsulamento”, incapazes de chegar ao formato final que seria soldado em placas-mãe, servidores e equipamentos.

A corrida pela capacidade extra até 2030

Com o aumento do investimento em centros de dados de IA, a procura por ABF cresce, segundo estimativas de mercado, perto de dois dígitos ao ano. Cada geração nova de GPUs e CPUs de alto desempenho tende a exigir substratos maiores, com mais camadas e maior densidade de interligação - o que significa mais película por unidade.

Para tentar acompanhar essa trajectória, a Ajinomoto planeia aumentar a capacidade de produção em cerca de 50% até 2030. Ainda assim, analistas de semicondutores consideram que o risco de novos estrangulamentos continua presente, sobretudo em ciclos de pico de procura por aceleradores de IA.

O que está em jogo: risco geopolítico e dependência tecnológica

Termos e conceitos que ajudam a entender o cenário

Algumas expressões aparecem recorrentemente nestas conversas e merecem contexto:

• Substrato: uma espécie de “placa-base” onde o chip de silício é montado, com várias camadas internas de pistas de cobre.
• Encapsulamento avançado: conjunto de técnicas que aproximam processador e memória, reduzem a distância do sinal e melhoram desempenho.
• HBM (Memória de Largura de Banda Elevada): memórias empilhadas em 3D, usadas em GPUs de IA para suportar um volume enorme de dados.
• CoWoS: tecnologia da TSMC que integra chip e HBM sobre um mesmo substrato de alta densidade.

Todos estes conceitos partilham um ponto: dependem de materiais como o ABF para garantir a integridade eléctrica das interligações em escalas quase invisíveis a olho nu.

Cenários possíveis: de disputa por capacidade a novos players

Se a procura por IA continuar forte, alguns cenários tornam-se mais prováveis. Um deles é a competição directa por lotes de ABF entre fabricantes de chips, com contratos de longo prazo e prémios de preço para quem assegurar abastecimento antecipado.

Outra via passa por governos criarem incentivos para que empresas locais desenvolvam materiais concorrentes, numa espécie de “CHIPS Act dos insumos”. O problema é que o desafio é técnico e requer tempo: replicar décadas de I&D em química de polímeros de alto desempenho não é algo rápido.

Para gigantes da nuvem, como motores de pesquisa e plataformas de transmissão em fluxo, este detalhe técnico pode tornar-se estratégico. Uma escassez de ABF atrasa entregas de GPUs, condiciona a expansão de centros de dados de IA e influencia até os prazos de novos serviços assentes em modelos generativos.

Benefícios e riscos de um elo tão concentrado

Há um lado positivo: concentrar a produção num fornecedor altamente especializado ajuda a manter consistência de qualidade e um ritmo estável de inovação em materiais. A Ajinomoto afina o ABF em alinhamento com os planos de produto de empresas como TSMC, Intel, AMD e NVIDIA.

O reverso da moeda é a vulnerabilidade criada pela concentração. Qualquer problema fabril, catástrofe natural ou tensão política que afecte o Japão pode gerar atrasos globais em produtos que vão de smartphones de gama alta a supercomputadores de IA.

Para o consumidor comum, a ligação entre um pacote de massa instantânea e uma GPU de última geração parece improvável. Para quem acompanha a cadeia dos semicondutores, tornou-se um símbolo de como, na economia da IA, um material extremamente específico pode sustentar - ou travar - milhares de milhões em investimento e toda uma geração de tecnologias emergentes.