Di tengah lanskap teknologi global yang penuh tantangan, China berhasil mencatatkan pencapaian luar biasa dalam industri semikonduktor. Meskipun menghadapi sanksi ketat dari Amerika Serikat yang membatasi akses ke teknologi pembuatan chip canggih, produsen chip terkemuka China, Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC), dilaporkan mampu memproduksi chip 5-nanometer (nm) tanpa menggunakan mesin litografi ekstrem ultraviolet (EUV). Keberhasilan ini mencerminkan daya tahan dan kecerdikan inovatif China dalam memaksimalkan teknologi litografi deep ultraviolet (DUV) yang sudah lebih matang. Dengan menggabungkannya bersama pendekatan teknik tingkat tinggi, China mampu bersaing secara kompetitif dengan raksasa industri global. Artikel ini mengulas terobosan SMIC, teknologi yang digunakan, dan dampaknya terhadap industri semikonduktor dunia.
Pencapaian SMIC dalam Chip 5nm: Menantang Batasan Teknologi
Keberhasilan SMIC memproduksi chip 5nm menjadi momen penting bagi industri semikonduktor China, terutama di bawah tekanan sanksi perdagangan yang dipimpin AS. Sanksi ini, yang semakin ketat sejak SMIC masuk dalam daftar hitam “entity list” AS pada Desember 2020, melarang perusahaan tersebut mengakses mesin EUV buatan ASML, perusahaan Belanda. Teknologi EUV sangat penting untuk memproduksi chip dengan arsitektur 7nm atau lebih kecil karena kemampuannya mengukir pola sirkuit yang sangat presisi.
Namun, SMIC berhasil mengatasi keterbatasan ini dengan menggunakan litografi DUV, teknologi yang kurang canggih, yang diperkuat oleh metode kompleks bernama Self-Aligned Quadruple Patterning (SAQP). Menurut laporan industri, pendekatan ini memungkinkan SMIC mencapai presisi yang diperlukan untuk chip 5nm, meskipun melalui proses yang lebih rumit dan mahal. Keberhasilan teknik ini meneg personallyaskan kemampuan China untuk berinovasi di tengah keterbatasan, menjadikan SMIC sebagai pemain penting di pasar chip global.
Memahami DUV vs. EUV: Perbedaan Teknologi Inti
Untuk memahami pencapaian SMIC, penting untuk mengetahui perbedaan antara litografi DUV dan EUV, dua teknologi berbasis cahaya yang digunakan dalam pembuatan semikonduktor. Teknologi ini berfungsi untuk memproyeksikan pola sirkuit rumit ke wafer silikon, yang menjadi dasar chip modern.
Litografi Deep Ultraviolet (DUV)
Litografi DUV menggunakan cahaya dengan panjang gelombang sekitar 193 nanometer untuk mengukir pola pada wafer. Meskipun efektif untuk arsitektur chip yang lebih lama, DUV kesulitan mencapai presisi yang dibutuhkan untuk node yang lebih kecil seperti 5nm. Keterbatasan ini berasal dari panjang gelombangnya yang lebih panjang, yang membatasi kemampuan untuk menciptakan fitur sangat halus. Akibatnya, proses berbasis DUV sering kali memerlukan beberapa langkah pemolaan untuk mencapai resolusi yang diinginkan, sehingga meningkatkan kompleksitas dan biaya produksi.
Litografi Extreme Ultraviolet (EUV)
Di sisi lain, teknologi litografi EUV memanfaatkan panjang gelombang ultra pendek sekitar 13,5 nanometer yang memungkinkan penciptaan pola sirkuit yang jauh lebih presisi dan halus. Keunggulan ini menjadikan EUV sebagai pilihan utama dalam memproduksi chip berarsitektur sangat kecil, mendukung tren miniaturisasi ekstrem yang menjadi tuntutan utama perangkat elektronik modern. Namun, mesin EUV sangat mahal dan aksesnya dibatasi untuk perusahaan seperti SMIC karena ketegangan geopolitik.
Keberhasilan SMIC dalam memproduksi chip 5nm menggunakan litografi DUV di tengah berbagai keterbatasan menjadi bukti nyata keunggulan teknis para insinyur mereka. Pencapaian ini juga menegaskan betapa krusialnya kemandirian teknologi bagi strategi jangka panjang industri semikonduktor China.
Bagaimana SMIC Melakukannya: Peran SAQP
Di jantung produksi chip 5nm oleh SMIC terletak teknik mutakhir bernama Self-Aligned Quadruple Patterning (SAQP)—sebuah pendekatan presisi tinggi yang secara signifikan memperluas batas kemampuan litografi DUV. SAQP melibatkan beberapa putaran litografi dan etsa untuk menciptakan pola sangat halus di permukaan wafer, secara efektif menyerupai presisi sistem EUV.
Analis industri William Huo, dalam utas terperinci di X, menjelaskan bagaimana SMIC memanfaatkan multi-patterning ekstrem dengan DUV untuk mencapai akurasi setara EUV. Proses ini membutuhkan presisi teknis yang luar biasa, karena setiap langkah pemolaan harus selaras dengan sempurna untuk menghindari kesalahan. Kompleksitas SAQP membuatnya rentan terhadap kesalahan dan meningkatkan biaya produksi secara signifikan. Namun, keberhasilan SMIC dalam menghasilkan chip 5nm yang fungsional menunjukkan kelayakan pendekatan ini, memberikan panduan bagi produsen lain yang menghadapi batasan serupa.
Menghadapi Sanksi AS: Ketahanan SMIC
Sejak dimasukkan dalam daftar hitam AS pada 2020, SMIC menghadapi pembatasan berat dalam mengakses teknologi canggih, termasuk mesin EUV dan komponen buatan AS tertentu. Pembatasan ini bertujuan untuk menghambat kemajuan China dalam memproduksi chip dengan arsitektur 10nm atau lebih kecil, yang penting untuk aplikasi seperti kecerdasan buatan dan komputasi berkinerja tinggi.
Meskipun menghadapi tantangan ini, insinyur SMIC telah beradaptasi dengan memaksimalkan potensi sistem DUV yang ada. Investasi perusahaan dalam teknik inovatif seperti SAQP mencerminkan strategi yang lebih luas untuk mencapai kemandirian teknologi. Ketahanan ini tidak hanya memperkuat industri semikonduktor domestik China tetapi juga menantang dominasi pembuat chip Barat.
Dampak Global dari Kemajuan Semikonduktor China
Terobosan SMIC memiliki implikasi besar bagi rantai pasok semikonduktor global. Seiring meningkatnya permintaan akan chip canggih, didorong oleh teknologi seperti 5G, AI, dan kendaraan otonom, kemampuan China untuk memproduksi chip 5nm secara domestik mengurangi ketergantungan pada pemasok asing. Perkembangan ini dapat mengubah dinamika pasar, meningkatkan persaingan di antara pembuat chip global.
Selain itu, keberhasilan SMIC menyoroti keterbatasan kontrol ekspor dalam menahan inovasi. Dengan menemukan solusi untuk mengatasi pembatasan teknologi, China semakin mendekati pemimpin industri seperti TSMC dan Samsung. Pergeseran ini dapat mendorong pembuat kebijakan untuk mengevaluasi kembali strategi guna mempertahankan keunggulan teknologi di sektor semikonduktor.
Masa Depan Industri Chip China
Ke depan, pencapaian SMIC membuka jalan bagi kemajuan lebih lanjut dalam industri semikonduktor China. Meskipun metode SAQP membutuhkan sumber daya besar, penelitian dan pengembangan yang berkelanjutan dapat menyederhanakan proses ini, menjadikannya lebih hemat biaya. Selain itu, investasi China dalam desain dan manufaktur chip domestik menunjukkan komitmen jangka panjang terhadap kemandirian teknologi.
Seiring SMIC terus berinovasi, lanskap semikonduktor global kemungkinan akan menjadi lebih kompetitif. Kemampuan perusahaan menghasilkan chip 5nm tanpa bergantung pada teknologi EUV mencerminkan terobosan inovatif dalam menghadapi keterbatasan. Ini bukan sekadar pencapaian teknis, melainkan tonggak penting yang membuka lembaran baru dalam evolusi industri semikonduktor.