Di tengah gempuran sanksi Amerika Serikat yang membatasi akses China terhadap teknologi semikonduktor canggih, raksasa manufaktur chip China, Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC), berhasil menciptakan gebrakan. Mereka dilaporkan sukses memproduksi chip 5 nanometer (nm) tanpa menggunakan mesin litografi ekstrem ultraviolet (EUV), mesin yang selama ini dianggap krusial dalam pembuatan chip sekelas tersebut.
Prestasi SMIC ini menimbulkan pertanyaan besar, bagaimana hal ini bisa terjadi? Jawabannya terletak pada pendekatan teknis yang inovatif dan kompleks yang dilakukan perusahaan tersebut. Mereka menggabungkan teknologi litografi lama berbasis deep ultraviolet (DUV) dengan metode Self-Aligned Quadruple Patterning (SAQP).
Teknologi DUV dan EUV: Perbedaan Kunci
Sebelum membahas lebih jauh pencapaian SMIC, penting untuk memahami perbedaan antara teknologi DUV dan EUV. Kedua teknologi ini merupakan jenis litografi berbasis cahaya yang digunakan dalam pembuatan semikonduktor untuk mencetak pola sirkuit kompleks pada wafer silikon.
Perbedaan utama terletak pada panjang gelombang cahaya yang digunakan. DUV memanfaatkan cahaya dengan panjang gelombang lebih tinggi (sekitar 193 nanometer), sementara EUV menggunakan panjang gelombang yang jauh lebih pendek (sekitar 13,5 nanometer).
Panjang gelombang yang lebih pendek pada EUV memungkinkan pencetakan fitur yang jauh lebih halus dan ukuran chip yang lebih kecil, sehingga menghasilkan miniaturisasi perangkat yang lebih ekstrem. Inilah sebabnya EUV menjadi teknologi pilihan untuk pembuatan chip canggih.
Strategi SMIC dalam Memproduksi Chip 5nm Tanpa EUV
SMIC berhasil mengatasi keterbatasan akses terhadap teknologi EUV dengan mengadopsi pendekatan yang lebih rumit dan kompleks. Mereka menggunakan teknologi DUV yang lebih tua, dipadukan dengan metode SAQP.
SAQP merupakan teknik untuk mencetak pola super kecil pada permukaan wafer chip. Metode ini memungkinkan SMIC untuk meniru presisi litografi EUV, meskipun prosesnya jauh lebih kompleks, mahal, dan rawan kesalahan.
Proses SAQP melibatkan banyak tahapan litografi dan etsa (etching) yang membutuhkan akurasi tinggi dan kesabaran teknis yang luar biasa. Keberhasilan SMIC dalam menguasai teknologi ini merupakan pencapaian yang signifikan.
Analis semikonduktor William Huo menjelaskan detail teknis pencapaian SMIC melalui serangkaian unggahan di X/Twitter. Ia menjabarkan bagaimana SMIC memanfaatkan teknik multi-patterning ekstrem berbasis DUV untuk menggantikan peran EUV.
Multi-Patterning dan SAQP
Teknik multi-patterning melibatkan pengulangan proses litografi dan etsa beberapa kali untuk mencapai resolusi yang lebih tinggi. SAQP adalah salah satu metode multi-patterning yang paling canggih dan kompleks.
Dengan menguasai teknik multi-patterning, khususnya SAQP, SMIC mampu mengatasi kendala teknologi dan menghasilkan chip 5nm yang fungsional, meskipun prosesnya lebih rumit dan membutuhkan biaya yang lebih tinggi.
Dampak Sanksi AS dan Tantangan SMIC
SMIC masuk dalam daftar hitam “entity list” AS pada Desember 2020. Hal ini membatasi akses SMIC terhadap berbagai teknologi AS, termasuk mesin EUV buatan ASML, perusahaan Belanda.
Pembatasan ini secara efektif melarang SMIC menggunakan mesin EUV untuk memproduksi chip 7nm atau yang lebih canggih. Namun, dengan menguasai teknik SAQP, SMIC mampu mengatasi hambatan ini.
Meskipun demikian, strategi ini menghadirkan tantangan tersendiri. Proses produksi yang lebih kompleks berarti biaya produksi yang lebih tinggi dan tingkat kesalahan yang lebih besar. Namun, keberhasilan SMIC menunjukkan keuletan dan inovasi teknologi dalam menghadapi tekanan geopolitik.
Keberhasilan SMIC dalam memproduksi chip 5nm tanpa EUV menandai tonggak penting dalam industri chip global. Hal ini menunjukkan bahwa inovasi dan pengembangan teknologi alternatif tetap memungkinkan, meskipun dihadapkan pada pembatasan akses terhadap teknologi tercanggih.
Ke depan, kita dapat mengharapkan lebih banyak perkembangan dan inovasi dalam industri semikonduktor, terutama dalam upaya mengatasi pembatasan teknologi dan persaingan global yang semakin ketat. Penguasaan teknologi alternatif seperti yang dilakukan SMIC akan semakin penting dalam menentukan peta persaingan di masa mendatang.
