BERNAS.ID – Kehidupan modern kita sangat bergantung pada industri semikonduktor yang membuat cip. Di sini, cip adalah keping kecil semikonduktor yang mengandung rangkaian elektronika berbentuk rangkaian padu (integrated circuit: IC).
Adalah mustahil gawai dapat berfungsi tanpanya. Begitu juga televisi, alat kesehatan, teknologi transportasi, perangkat militer, serta ribuan perangkat lainnya.
Potensi pasar yang besar dari cip
Secara global, menurut Semiconductor Industry Association (SIA),100 miliar lebih rangkaian padu sekarang digunakan sehari-hari. Kebutuhannya terus meningkat.
Mayoritas penggunaannya karena kemajuan dari IoT (Internet of Things), perangkat robotik dan otonom, perangkat energi bersih, dan komputasi berkinerja tinggi. Juga karena ledakan perkembangan AI (artificial intelligence: kecerdasan buatan).
Pada tahun 2023, total penjualan cip hampir 527 miliar dolar AS. Lalu, menurut World Semiconductor Trade Statistics (WSTS) seperti dikutip oleh SIA, dua pangsa pasar terbesarnya adalah komunikasi nirkabel 32% dan komputasi 25%. Pangsa pasar lainnya yaitu otomotif 17%, industri 14%, rumah tangga 11%, dan lain-lain 1%.
Menurut McKinsey, tren pasar cip semikonduktor masih akan demikian dalam dekade ini. Ini karena kerja jarak jauh semakin biasa, AI semakin melengkapi komputasi, dan kendaraan listrik semakin diminati. Diproyeksikan pendapatan industri ini akan meningkat menjadi 1 triliun dolar AS di tahun 2030.
Tantangan teknologi pemrosesan cip
Simpul teknologi (technology node) mengacu pada proses manufaktur cip semikonduktor dan aturan desainnya. Ia merupakan faktor kunci dalam menentukan kinerja cip.
Semakin kecil simpul teknologi, maka ukuran transistor semakin kecil dan jumlahnya semakin besar. Juga semakin cepat kecepatannya dan semakin hemat energinya.
Dari WikiChip terlihat bahwa simpul teknologi turun drastis setiap windu. Pada tahun 1999, simpul teknologinya adalah180 nanometer. Di sini 1 nanometer setara sehelai rambut dibagi 100 ribu (sehelai rambut berukuran 100 mikron). Kemudian menjadi 45 nanometer (2007) dan 16 nanometer (2015). Di tahun 2023, simpul teknologinya telah menjadi 3 nm.
Lantas menarik untuk dicatat bahwa simpul teknologi 180 nanometer dimiliki oleh banyak perusahaan semikonduktor. Ketika turun menjadi 45 nanometer, jumlah perusahaan tinggal setengahnya.
Selanjutnya, perusahaan dengan simpul teknologi 16 nanometer menjadi hanya 6 perusahaan. Mereka adalah UMC (United Microelectronics Corp; Taiwan), SMIC (Semiconductor Manufacturing International Corp; Tiongkok), GF (GlobalFoundries; AS), Samsung (Korea), TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Co; Taiwan), dan Intel (AS). Sekarang penguasa simpul teknologi kurang dari 16 nanometer hanyalah Samsung, TSMC, dan Intel.
Strategi pengembangan industri semikonduktor
Dalam industri semikonduktor ada 3 pilar: aplikasi, teknologi, dan desain. Pada aplikasi komunikasi nirkabel dan komputasi, cip haruslah memiliki kepadatan tinggi, kecepatan tinggi, dan daya rendah. Hanya Samsung, TSMC, dan Intel yang berada di sini.
Padahal masih banyak kebutuhan cip dengan kinerja lebih rendah untuk otomotif, industri, dan rumah tangga. Mungkin simpul teknologi sekitar 45 nanometer beserta desainnya menjadi pilihan.
Untuk maksud membangun industri semikonduktor di Indonesia, Dubes RI untuk Jerman, Dr. Arif Havas Oegroseno, memimpin perjalanan keliling Jerman pada tanggal 3-7 Juni 2024 lalu.
Diskusi telah berjalan di Bavarian Semiconductor Congress, Universitas Stuttgart, Universitas Ulm, TU Dresden, dan Ferdinand Braun Institute (FBH).
Digarisbawahi bahwa pengembangan massa kritis sumber daya manusia (SDM) di pilar teknologi dan desain sangat utama.
Secara sporadis, pengembangan SDM sudah berjalan meskipun tidak terintegrasi. Untuk penumbuhan lapisan tipis semikonduktor dalam vakum, Prodi Pascasarjana Fisika, FMIPA ITB, telah mulai sejak akhir tahun 90-an. Doktor lulusannya sudah menyebar di berbagai universitas.
Namun demikian litografi belum berkembang dengan baik sehingga kompetensi proses belum lengkap. Kemudian desain cip terus berkembang dengan lebih terstruktur dan kini menjadi ICDEC (Indonesia Chip Design Collaborative Center). Semuanya belum mencapai massa kritis.
Terakhir, yang tak kalah penting adalah pengembangan ekosistemnya. Di Dresden ada Silicon Saxony. Ekosistemnya terdiri dari 2500 perusahaan dan 350 di antaranya mikroelektronika.
Untuk riset maupun pelatihannya, ada 4 universitas, 5 universitas sains terapan, serta 50 institusi riset non-universitas. Meski ekosistem di Indonesia masih belum lengkap, jalan untuk memiliki industri semikonduktor ada.
Tidak ada kata terlambat untuk memilikinya. Yang perlu kini adalah segera mulai prosesnya dengan peta jalan yang jelas.
(Penulis: Khairurrijal, Guru Besar Fisika Material & Instrumentasi, ITB; Wakil Rektor Akademik & Kemahasiswaan, Itera)
