O Poder Invisível dos Semicondutores: Como Patentes de Semicondutores ditam o Mercado Global de Tecnologia

por Marcello Ávila Nascimento

A indústria de semicondutores é a espinha dorsal da economia digital moderna. No entanto, a verdadeira guerra pelo domínio não se trava nas linhas de montagem, mas sim nos escritórios de Propriedade Intelectual (PI). Advogados de patentes e engenheiros de eletrônica sabem: a liderança de mercado é sinônimo de monopólio de PI.

Determinadas patentes, estrategicamente posicionadas, garantiram às suas empresas detentoras uma vantagem competitiva quase intransponível, controlando o acesso a tecnologias essenciais. Este artigo, baseado em pesquisa de patentes de engenharia eletrônica, revela os três maiores casos de patentes que garantiram o monopólio ou a liderança setorial.

1. O Monopólio do Equipamento / Processo: A Máquina que Vale Trilhões

Patentes de Litografia EUV (Extreme Ultraviolet) e a ASML

O chip mais poderoso do mundo é inútil sem a máquina capaz de fabricá-lo. A fronteira da miniaturização dos chips (nós de 7 nm, 5 nm, 3 nm e menores) é controlada por uma única empresa: a holandesa ASML.

O domínio da ASML não se deve a um chip, mas ao processo de fabricação: a Litografia Extrema Ultravioleta (EUV). Esta tecnologia utiliza um comprimento de onda de luz extremamente curto, exigindo espelhos altamente precisos e uma fonte de plasma de estanho incrivelmente complexa.

• Empresa Detentora do Monopólio: ASML (ASML Holding N.V.)
• Tecnologia Central: Máquinas de Litografia EUV.
• Impacto no Mercado: A ASML detém um monopólio de fato. A liderança das maiores fundições do mundo (TSMC e Samsung) é totalmente dependente do acesso a esses caríssimos equipamentos.
• Exemplo de Patente Crucial: Patentes como a US7453077B2 (relacionada a fontes de luz EUV, originalmente da Cymer, adquirida pela ASML) e o vasto portfólio em metrologia e controle de contaminação (e.g., US20070102653A1) protegem a inovação na geração de plasma de alta potência e no design óptico, elementos que são a base tecnológica da EUV e que a concorrência não conseguiu replicar.

Foco de PI: A ASML garantiu seu domínio protegendo o processo (a ferramenta de fabricação), criando o maior gargalo tecnológico da indústria global.

2. O Monopólio da Arquitetura / Licenciamento: O Chip Invisível

Patentes de Arquitetura RISC (Reduced Instruction Set Computer-Instruções simples, aprox. uma instrução por ciclo de clock) e o Modelo de Negócios da ARM Holdings

A arquitetura que está no coração de virtualmente todo smartphone, tablet e dispositivo IoT do planeta não é vendida como um chip, mas como Propriedade Intelectual. A empresa britânica ARM Holdings domina o mercado móvel através de um modelo de negócio baseado exclusivamente no licenciamento de sua Arquitetura de Conjunto de Instruções (ISA) e design de baixo consumo.

• Empresa Detentora da Liderança: ARM Holdings
• Tecnologia Central: Arquitetura RISC de Baixo Consumo (e.g., ARMv8-A) e Conjuntos de Instruções Compactados (Thumb).
• Impacto no Mercado: A ARM detém um monopólio de licenciamento. Em vez de fabricar, ela licencia sua PI para empresas como Apple, Samsung e Qualcomm, que então customizam e fabricam seus próprios SoCs (System-on-a-Chip).
• Exemplo de Patente Crucial: Uma das inovações que cimentou a liderança da ARM foi o conjunto de instruções Thumb, que permitiu um código mais compacto, essencial para a eficiência energética de dispositivos móveis. Patentes históricas na área de múltiplo conjunto de instruções, como a US5740461A (relacionada a processamento de dados com múltiplos conjuntos de instruções), foram fundamentais para estabelecer a flexibilidade e o domínio da arquitetura.

Foco de PI: O monopólio da ARM não é sobre a exclusividade de fabricação, mas sobre a exclusividade do padrão tecnológico eficiente que se tornou o standard para a computação móvel.

3. A Nova Liderança: O Domínio do Processamento Paralelo

Patentes de Unidades de Processamento Gráfico (GPU) e a Arquitetura CUDA da NVIDIA

Na última década, a maior mudança na liderança tecnológica foi impulsionada pela Inteligência Artificial (IA). O processamento paralelo necessário para o Deep Learning e o treinamento de modelos de IA é dominado pela NVIDIA.

• Empresa Detentora da Liderança: NVIDIA Corporation
• Tecnologia Central: Arquitetura de GPU e a plataforma de programação paralela CUDA (Compute Unified Device Architecture).
• Impacto no Mercado: A NVIDIA estabeleceu um monopólio de ecossistema. Embora existam GPUs concorrentes (AMD, Intel), o ecossistema de software CUDA (que inclui bibliotecas, ferramentas e APIs) é protegido por patentes e segredos industriais, forçando pesquisadores e empresas a usar hardware NVIDIA para máxima compatibilidade e desempenho em IA.
• Exemplo de Patente Crucial: A vasta carteira de PI da NVIDIA cobre desde a microarquitetura da GPU até o software. Patentes focadas na otimização da execução de código e na interação com CPUs, como a US8776030B2 (relacionada à partição de código CUDA para execução em processadores), demonstram a proteção estratégica do elo entre software (CUDA) e hardware (GPU).

Foco de PI: O poder da NVIDIA reside em Patentes Essenciais ao Ecossistema. Eles patentearam a infraestrutura de software que maximiza o potencial do seu hardware, tornando-se o padrão de fato para a computação de alto desempenho e IA.

Lições de PI: O Futuro da Liderança em Semicondutores

A análise dessas patentes revela uma verdade fundamental: a liderança setorial é mantida por patentes que não são facilmente contornáveis.

• Monopólio de Processo (ASML): Proteção da ferramenta de fabricação mais crítica.
• Monopólio de Padrão/Licenciamento (ARM): Proteção da arquitetura fundamental que define a eficiência energética.
• Monopólio de Ecossistema (NVIDIA): Proteção da interface software-hardware que viabiliza a aplicação de alto valor (IA).

Referências:

1. BRASIL. Lei nº 9.279, de 14 de maio de 1996. Regula direitos e obrigações relativos à propriedade industrial. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 15 maio 1996.

2. Site oficial do escritório Ávila Nascimento Advocacia. Disponível em: https://avilanascimento.adv.br/#informativos. Acesso em 2024.

3. CYMER INC. EUV light source. Patente US 7453077 B2, 18 nov. 2008. Disponível em: [https://patents.google.com/patent/US7453077B2.].Acesso em: out. 2025.

4. ADVANCED RISC MACHINES LIMITED. Data processing with multiple instruction sets. Patente US 5740461 A, 14 abr. 1998. Disponível em: https://patents.google.com/patent/US5740461A. Acesso em: out. 2025.

5. NVIDIA CORP. Partitioning CUDA code for execution by a general purpose processor. Patente US 8776030 B2, 8 jul. 2014. Acesso em: out. 2025.

6. ASML. EUV lithography systems – Products. Veldhoven, 2024. Disponível em: https://www.asml.com/en/products/euv-lithography-systems. Acesso em: out. 2025.

7. ARM LIMITED. Arm Architecture Reference Manual for A-profile architecture. Cambridge: Arm Developer, [s.d.]. Disponível em: https://developer.arm.com/documentation/ddi0487/latest/. Acesso em: out. 2025.

8. NVIDIA. CUDA Zone – Library of Resources. Santa Clara, [s.d.]. Disponível em: https://developer.nvidia.com/cuda-zone. Acesso em: out. 2025.

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