Startup Tiongkok mengklaim lini produksi percontohan semikonduktor 2D 8 inci pertama di dunia
Selama bertahun-tahun, perlombaan untuk membuat chip komputer yang lebih cepat dan efisien telah dikaitkan dengan satu peralatan yang disebut mesin litografi ultraviolet ekstrim (EUV). Sistem yang sangat kompleks ini dianggap penting untuk pembuatan chip silikon paling canggih. Tiongkok sebagian besar telah terputus dari teknologi ini karena pembatasan ekspor, sehingga menciptakan hambatan besar bagi ambisi semikonduktornya. Kini, sebuah start-up asal Shanghai bernama Yuanjiwei bertaruh bahwa masa depan komputasi mungkin tidak memerlukan mesin EUV sama sekali. Perusahaan ini telah meluncurkan apa yang digambarkannya sebagai jalur produksi percontohan 8 inci pertama di dunia yang didedikasikan untuk semikonduktor dua dimensi (2D), sebuah teknologi yang pada akhirnya memungkinkan chip canggih dibuat menggunakan bahan dan metode manufaktur yang sepenuhnya berbeda. Industri chip terjebak dalam lingkaran silikon Pengumuman ini penting karena industri semikonduktor sedang menghadapi masalah mendasar. Selama beberapa dekade, pembuat chip meningkatkan kinerja dengan mengecilkan transistor—saklar kecil yang memproses informasi. Namun, ketika komponen-komponen ini mendekati dimensi atom, pembuatannya menjadi semakin sulit dan mahal. Mereka juga mengalami kebocoran listrik yang tidak diinginkan, dimana arus terus mengalir bahkan ketika transistor seharusnya dimatikan. Kebocoran ini membuang energi dan menghasilkan panas. Para peneliti di seluruh dunia telah mengeksplorasi alternatif pengganti silikon konvensional, dan material 2D telah muncul sebagai salah satu kandidat yang paling menjanjikan. Semikonduktor dua dimensi terbuat dari bahan yang tebalnya hanya satu atau beberapa atom. Tidak seperti silikon konvensional, yang membentuk struktur kristal tiga dimensi, elektron dalam material 2D terutama bergerak dalam lapisan ultra-tipis, sehingga diberi nama “dua dimensi”. Karena struktur unik ini, transistor 2D dapat mempertahankan kinerja listrik yang kuat bahkan pada skala yang sangat kecil, dimana perangkat silikon konvensional menjadi semakin sulit untuk dikendalikan. “Dibandingkan dengan chip berbasis silikon konvensional, semikonduktor 2D menawarkan beberapa keunggulan potensial. Karena ketebalan bahan 2D berskala atom, transistor dalam semikonduktor 2D dapat dibuat lebih kecil tanpa bergantung pada struktur transistor yang semakin kompleks,” kata Bao Wenzhong, ketua Yuanjiwei, kepada SCMP. Keuntungan lain dapat muncul ketika semikonduktor 2D digabungkan dengan teknologi penumpukan chip 3D. Karena materialnya sangat tipis, beberapa lapisan sirkuit elektronik berpotensi ditumpuk dengan lebih efisien, sehingga meningkatkan daya komputasi dan kepadatan memori tanpa meningkatkan jejak chip secara signifikan. Namun, para peneliti telah mempelajari bahan-bahan tersebut selama lebih dari satu dekade, namun mengembangkannya dari sampel laboratorium hingga manufaktur tingkat wafer terbukti sangat sulit. Inilah salah satu alasan industri chip masih sangat bergantung pada transistor silikon. Dari laboratorium hingga lantai pabrik Para peneliti di Yuanjiwei tidak menemukan material baru namun menciptakan proses industri yang mampu mengubah penelitian laboratorium menjadi chip yang sebenarnya. Menurut perusahaan, jalur percontohan barunya mencakup seluruh rantai manufaktur, mulai dari persiapan bahan semikonduktor 2D hingga mengintegrasikannya ke dalam perangkat jadi. Ini juga mendukung tape-out, tahap akhir desain chip sebelum produksi. Perkembangan ini mengatasi salah satu rintangan terbesar dalam penelitian semikonduktor 2D, yang membuktikan bahwa material setipis atom ini dapat diproduksi secara konsisten pada skala yang relevan untuk industri chip. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa material 2D dapat digunakan untuk membuat perangkat elektronik berkinerja tinggi, dan para peneliti baru-baru ini mendemonstrasikan pendekatan skala wafer untuk menumbuhkan dan membuat material ultra-tipis ini. Namun, upaya-upaya ini sebagian besar terfokus pada pembuktian bahwa teknologi tersebut berhasil, bukan pada penciptaan jalur produksi yang berfungsi penuh. Mengubah demonstrasi laboratorium menjadi proses manufaktur yang berulang memerlukan penyelesaian tantangan tambahan, termasuk persiapan material, fabrikasi perangkat, dan integrasi chip. Yuanjiwei mengatakan lini percontohan 8 inci barunya dirancang untuk menjembatani kesenjangan tersebut dengan menyatukan berbagai tahap produksi chip dalam satu platform. Perusahaan selanjutnya bertujuan untuk menggunakan basis manufaktur ini untuk mengembangkan proses lanjutan, yang pada akhirnya mencapai teknologi chip setara 5 nanometer pada tahun 2029 tanpa bergantung pada litografi EUV. Upaya-upaya ini sejalan dengan dorongan yang lebih luas dari Tiongkok untuk menemukan rute alternatif menuju manufaktur semikonduktor canggih. Menghadapi pembatasan akses terhadap beberapa alat pembuat chip tercanggih di dunia yang dipimpin oleh AS, negara ini telah banyak berinvestasi dalam penelitian chip. Mereka menyatukan universitas, laboratorium yang didukung negara, pembuat peralatan, dan perusahaan semikonduktor untuk mengurangi ketergantungan pada teknologi asing. “Tujuannya adalah agar Tiongkok pada akhirnya dapat membuat chip canggih pada mesin yang seluruhnya buatan Tiongkok,” kata sumber anonim yang mengetahui langsung proyek rahasia EUV kepada Reuters. Sebuah rute yang menjanjikan, namun masih banyak kendala Meskipun ada kegembiraan seputar semikonduktor 2D, para ahli mengingatkan bahwa kesuksesan komersial masih jauh dari jaminan. Pembuatan chip adalah salah satu proses industri paling kompleks di dunia. Pakar industri yang menghadiri pembukaan Yuanjiwei dilaporkan menekankan bahwa tidak ada satu perusahaan pun yang dapat mengkomersialkan semikonduktor 2D sendirian karena setiap bagian dari rantai pasokan harus matang bersama-sama. Ada juga pertanyaan teknis yang belum terjawab. Meskipun para peneliti telah berulang kali mendemonstrasikan transistor 2D berkinerja tinggi di laboratorium, menghasilkan jutaan atau miliaran perangkat identik dengan keandalan tinggi masih merupakan tantangan besar. Banyak teknologi semikonduktor yang menjanjikan telah berjuang untuk melakukan lompatan dari makalah penelitian ke produksi massal. Namun, peluncuran jalur percontohan ini menandai transisi penting. Daripada sekadar mempublikasikan hasil laboratorium, Yuanjiwei berupaya membuktikan bahwa semikonduktor 2D dapat diproduksi pada skala industri. Jika perusahaan tersebut berhasil, hal ini dapat memberi Tiongkok jalan menuju chip canggih yang melampaui salah satu teknologi yang paling dibatasi di dunia semikonduktor.
Diterbitkan : 2026-07-12 12:00:00
sumber : interestingengineering.com
