China Menguasai EUV Jauh Lebih Cepat Dari yang Diharapkan

Prototipe EUV China Datang Lebih Awal

As computing techniques improved, more and more advanced chips were invented. The latest generation of 3nm and 2nm nodes is so small that the normal light wavelength is simply too large to reliably pattern features at this scale.

Ini bukan hal baru, karena industri telah lama menggunakan cahaya DUV (Deep UltraViolet) untuk melakukan litografi pada wafer silikon. Namun untuk mencapai skala nanoskopsik dari desain chip paling canggih, diperlukan sumber cahaya dengan panjang gelombang yang lebih pendek.

Sumber cahaya dan metode litografi ini disebut EUV (Extreme UltraViolet).

Sumber: Zeiss

Sampai saat ini, EUV merupakan monopoli perusahaan Belanda ASML (ASML ), satu-satunya produsen mesin litografi EUV di dunia.

Pada tahun 2019, chip node 7nm TSMC dibuat dengan proses EUV pertama, menghasilkan produk pelanggan dalam volume tinggi ke pasar.

Kontrol atas akses ke teknologi EUV telah menjadi pusat sanksi AS terhadap industri semikonduktor China. Sejak 2018, Amerika Serikat mulai menekan Belanda untuk memblokir ASML menjual mesin EUV, komponen terkait, dan layanan pemeliharaan.

Idenya adalah bahwa pembatasan akses EUV akan memperlambat kemampuan China memproduksi chip terdepan, dan bersama dengan pembatasan ekspor akselerator AI canggih, membantu AS mempertahankan keunggulan dalam perlombaan AI.

Namun, tampaknya dorongan China untuk kemandirian semikonduktor justru dipercepat di bawah tekanan, dan Reuters melaporkan bahwa China telah menyelesaikan mesin prototipe EUV. Jika pengembangan tetap pada jalurnya, mesin tersebut dapat mulai memproduksi chip pada tahun 2028, dengan produksi meningkat dari sana.

Tidak hanya ini dapat mempersulit upaya Barat membatasi akses China ke manufaktur terdepan, tetapi juga dapat menjadi ancaman jangka panjang bagi rantai pasokan semikonduktor yang berpusat di Barat—datang bertahun‑tahun lebih cepat daripada yang diperkirakan banyak analis yang optimis terhadap China.

“Pada April, CEO ASML Christophe Fouquet mengatakan bahwa China akan membutuhkan ‘banyak, banyak tahun’ untuk mengembangkan teknologi semacam itu.”

“Namun keberadaan prototipe ini, yang dilaporkan Reuters untuk pertama kalinya, menunjukkan China mungkin berada beberapa tahun lebih dekat mencapai kemandirian semikonduktor daripada yang diperkirakan analis.”

Bagaimana Litografi EUV Sebenarnya Bekerja

Apa yang membuat EUV begitu unik—dan mengapa selama bertahun‑tahun tetap menjadi monopoli ASML—adalah bahwa EUV bukan sekadar satu teknologi, melainkan rangkaian banyak prestasi rekayasa ultra‑presisi yang digabungkan menjadi satu sistem terintegrasi.

Bagian pertama adalah laser CO₂ ultra‑kuat berdaya sekitar 30 kW, menjadikannya salah satu laser industri berdenyut paling kuat di dunia. Pada mesin ASML, laser ini diproduksi oleh perusahaan Jerman Trumpf.

Namun bukan laser ini yang menghasilkan cahaya EUV; melainkan sumber energi. Untuk menghasilkan EUV, sistem memanaskan tetesan kecil timah cair menjadi plasma, dengan mesin ASML menembakkan kira‑kira 50.000 tetesan timah setiap detik.

Plasma harus dipanaskan hingga suhu ekstrem—sering disebut mendekati 220.000 °C (360.000 °F)—menciptakan kondisi jauh lebih panas daripada permukaan Matahari dan mendorong rekayasa industri ke batasnya.

Seluruh proses juga harus terjadi dalam vakum hampir sempurna, karena udara (dan sebagian besar material) menyerap cahaya EUV.

Sumber: SemiEngineering

Dan ini belum semuanya. Cahaya EUV tersebut kemudian harus diarahkan, dibentuk, dan difokuskan dengan presisi luar biasa untuk mempattern wafer silikon pada batas terdepan—sering dibicarakan dalam hal kepadatan transistor mendekati 100 juta transistor per milimeter persegi untuk node terdepan.

Cermin melengkung ini, yang dikembangkan oleh pemimpin optik Jerman Zeiss, harus diproduksi dan diselaraskan dengan akurasi mendekati tingkat atom.

“Jika Anda memperbesar cermin EUV sebesar Jerman, ketidakteraturan terbesar – Zugspitze, sebutlah – akan setinggi 0,1 milimeter.”

Presisi ini begitu ekstrem sehingga akurasi arah cermin sering dijelaskan dengan analogi yang hidup. Misalnya, jika sebuah cermin EUV digunakan untuk mengarahkan sinar ke Bulan, secara teoritis cermin tersebut cukup akurat untuk menabrak objek sekecil bola ping‑pong di permukaan Bulan.

Optik ini juga dilapisi dengan tumpukan multilayer—sering bergantian antara silikon dan molibdenum—hanya beberapa atom tebal per lapisan.

“Untuk ini, hingga 100 lapisan ditumpuk di atas satu sama lain. Satu lapisan saja hanya memantulkan sekitar satu persen cahaya – kehilangan akan terlalu besar.

Hasilnya adalah reflektansi yang membuat hingga 70 persen cahaya dapat digunakan.”

Akhirnya, wafer silikon itu sendiri harus bergerak dan diselaraskan dengan presisi luar biasa. Sensor mengukur posisi secara terus‑menerus, dan panggung wafer harus mempertahankan akurasi sambil menahan deformasi akibat perubahan suhu dan gerakan berkecepatan tinggi.

Jadi, ketika mempertimbangkan semua langkah ini (dan penjelasan di atas masih merupakan penyederhanaan), menjadi jelas mengapa meniru EUV begitu sulit: diperlukan reproduksi tidak hanya desain, tetapi ekosistem luas material, metrologi, kontrol, optik, sistem vakum, dan manufaktur ultra‑bersih—semua terintegrasi dalam satu mesin.

Mengapa EUV Sulit untuk Ditiru

Geser untuk menggulir →

“Proyek Manhattan” EUV China: Mobilisasi Semikonduktor Total

Mobilisasi Total

Mengingat betapa pentingnya chip terdepan untuk kompetisi AI, robotika canggih, dan teknologi militer, membandingkan dorongan EUV domestik China dengan Proyek Manhattan bukan sekadar retorika—itu mencerminkan skala dan urgensi upaya tersebut.

Pertama, sejumlah besar modal publik dan swasta tampaknya telah dituangkan ke dalam upaya semikonduktor yang lebih luas, dengan setidaknya €37 miliar yang dilaporkan dimobilisasi pada awal 2025, dan kemungkinan lebih banyak lagi melalui riset universitas, fasilitas industri, subsidi untuk pemasok kritis, pembelian terjamin, serta permintaan yang didukung negara untuk chip masa depan.

Dan mungkin hal ini tidak sepenuhnya mengejutkan, dengan sebuah paten terkait EUV Huawei yang dilaporkan diajukan pada Desember 2022.

Secara paralel, perusahaan China lain, SMIC, dilaporkan berhasil menggunakan mesin DUV lama untuk menghasilkan chip kelas 5nm tanpa EUV—menunjukkan betapa kuatnya insentif untuk “berkreasi” dengan peralatan terbatas.

Konsep lain juga dieksplorasi: menghasilkan cahaya EUV melalui akselerator partikel (sinkrotron), sebuah arah yang dibahas sejak 2023 dan terkait dengan publikasi ilmiah tahun 2022.

Semua upaya ini menggambarkan pentingnya institusi dan perusahaan China dalam menguasai EUV—atau membangun alternatif kompetitif tanpa EUV.

Pusat dari upaya ini adalah Huawei, raksasa teknologi China yang sangat dikenai sanksi.

“Huawei menempatkan karyawan di kantor, pabrik, dan pusat riset di seluruh negara untuk upaya ini.”

“Karyawan yang ditugaskan ke tim semikonduktor sering tidur di lokasi dan dilarang pulang selama minggu kerja, dengan akses telepon dibatasi untuk tim yang menangani tugas sensitif.”

Bagaimana Akuisisi Talenta Mempercepat Program EUV China

Upaya lain yang lebih rahasia untuk membuka EUV dilaporkan berfokus pada memperoleh pengalaman dan talenta manusia yang membuat EUV memungkinkan pada awalnya.

Insinyur‑insinyur teratas, termasuk beberapa yang pernah bekerja di ASML dan kemudian pensiun, menjadi target utama perekrutan. Laporan juga menyebut bahwa karyawan ASML yang masih aktif telah didekati untuk direkrut sejak 2020.

“Seorang insinyur China veteran dari ASML yang direkrut ke proyek tersebut terkejut menemukan bahwa bonus penandatanganannya disertai kartu identitas dengan nama palsu, menurut salah satu orang yang mengenal proses rekrutmen.”

“Setelah masuk, ia mengenali mantan kolega ASML lain yang juga bekerja dengan alias dan diperintahkan menggunakan nama palsu di tempat kerja untuk menjaga kerahasiaan.”

Rekrutmen ini dilaporkan menjadi bagian dari upaya lebih luas untuk membawa talenta terbaik ke China, dengan pakar semikonduktor yang bekerja di luar negeri ditawari bonus penandatanganan dan subsidi bertahun‑tahun lalu.

Beberapa aturan nasional tampaknya dilonggarkan untuk mempermudah para ahli yang direkrut, misalnya beberapa warga negara yang dinaturalisasi dari negara lain dilaporkan diberikan paspor China dan diizinkan memiliki kewarganegaraan ganda, meskipun China secara resmi melarang kewarganegaraan ganda.

Fakta bahwa banyak insinyur ini berwarga negara atau asal China mungkin juga mempermudah proses rekrutmen.

Secara keseluruhan, klaim bahwa China “hanya mencuri teknologi” sering merupakan penyederhanaan berlebihan terhadap ekosistem riset dan rekayasa yang berkembang pesat. Namun, dalam kasus khusus ini, tumpang tindih dengan rahasia dagang ASML dapat menjadi signifikan.

“Meskipun ASML tidak dapat mengontrol atau membatasi tempat kerja mantan karyawannya, semua karyawan terikat oleh klausul kerahasiaan dalam kontrak mereka,” kata perusahaan, dan mereka telah “berhasil menuntut secara hukum atas pencurian rahasia dagang.”

Di Dalam Prototipe Litografi EUV Pertama China

Hasil dari mempekerjakan mantan karyawan ASML, merekayasa balik komponen EUV, dan pengembangan independen alternatif domestik tampaknya menghasilkan prototipe yang secara signifikan lebih besar daripada sistem EUV tipikal ASML berukuran 180 ton dan sebesar bus sekolah—dilaporkan menempati seluruh lantai pabrik.

Ini dapat mengindikasikan bahwa prototipe tersebut lebih boros energi, kurang kompak, kurang efisien, atau hanya berada pada tahap optimasi awal dibandingkan desain produksi ASML.

Komponen yang diselamatkan dari mesin ASML lama, bersama pasar sekunder untuk bagian‑bagian dari pemasok ASML, juga dapat membantu merakit prototipe yang berfungsi sementara manufaktur domestik meningkat atau kualitas membaik.

Sebuah komponen kunci yang mungkin masih belum ada—dan sangat sulit ditiru dengan performa setara—adalah optik Zeiss. Ini dilaporkan menjadi salah satu alasan mesin belum dapat memproduksi chip pada level yang diinginkan.

High-NA EUV: Front Berikutnya dalam Perlombaan Chip

Jika EUV memakan waktu puluhan tahun bagi ASML untuk mengembangkan, munculnya prototipe China menunjukkan bahwa mengejar ketertinggalan—setidaknya dalam demonstrasi sistem dasar—bisa terjadi jauh lebih cepat daripada yang diperkirakan banyak orang.

Hal ini menambah tekanan pada pemimpin semikonduktor Barat untuk mendorong lebih keras ke generasi berikutnya: High‑NA (Numerical Aperture) EUV.

High‑NA EUV sudah diuji oleh perusahaan seperti Intel (INTC ), dan telah dievaluasi oleh Samsung dan TSMC. Intel secara publik menargetkan jadwal volume produksi sekitar 2028, sementara baik TSMC maupun Samsung tampak lebih berhati‑hati, menyisihkan High‑NA EUV untuk node <2nm di masa depan alih‑alih mempercepat penerapannya secara massal.

“Semakin besar sudut yang dapat ditangkap sistem optik, semakin halus detail yang ditampilkan. Ini berarti sistem optik EUV menjadi semakin besar.”

Zeiss tentang High‑NA EUV

Sistem High‑NA menggunakan elemen optik yang lebih besar lagi, yang dapat memberikan keunggulan tahan lama bagi ASML melalui mitra optiknya Zeiss.

Sumber: Zeiss

Sebuah cermin untuk litografi High‑NA EUV berukuran kira‑kira dua kali lebih besar dan sepuluh kali lebih berat dibandingkan cermin EUV saat ini—menjadikan total sistem lebih besar, lebih berat, dan lebih kompleks.

“Lebih dari 40.000 bagian optik proyeksi untuk litografi High‑NA‑EUV menimbang sekitar dua belas ton untuk memastikan fokus presisi tinggi – tujuh kali volume dan berat litografi EUV yang sudah mapan.”

Apa Artinya Bagi Investor?

Dalam jangka pendek, hal ini kemungkinan tidak banyak mengubah situasi. Mesin EUV China dilaporkan masih berupa prototipe, dan belum jelas berapa banyak bagian yang bergantung pada komponen ASML yang dipakai kembali atau diselamatkan versus komponen yang sepenuhnya buatan China.

Namun, sulit untuk mengasumsikan bahwa China akan terus gagal. Dengan cukup spesialis, pendanaan, dan waktu, tidak ada alasan jelas untuk mempercayai institusi China tidak dapat pada akhirnya meniru sebagian besar kemampuan EUV—terutama karena ekosistem komponen, material, dan metrologi semakin matang.

Skeptisisme bahwa China tidak dapat menggantikan komponen spesifik, seperti cermin Zeiss, juga harus diperlakukan dengan hati‑hati. Analisis serupa sebelumnya menyatakan China tertinggal 15+ tahun, namun prototipe kini telah dilaporkan.

Dalam jangka panjang (5–10 tahun), China dapat membangun rantai pasokan semikonduktor paralel yang mandiri tidak hanya pada tingkat fab, tetapi juga pada tingkat manufaktur peralatan.

Pada awalnya, produksi domestik tingkat lanjut kemungkinan akan memprioritaskan permintaan dalam negeri, mengurangi penjualan chip canggih, peralatan manufaktur, dan komponen pendukung ke China.

Seiring waktu, hal ini dapat menekan omset dan margin produsen peralatan semikonduktor Barat, mengurangi kemampuan mereka untuk berinvestasi kembali pada tingkat R&D sebelumnya.

Lebih mengkhawatirkan bagi perusahaan seperti ASML dan produsen peralatan lainnya—bahkan bagi fab—chip canggih buatan China pada akhirnya dapat bersaing langsung di pasar eksternal, terutama di jaringan komersial BRICS dan SCO (Organisasi Kerja Sama Shanghai) yang terus berkembang.

Kesimpulan

Munculnya prototipe EUV China bertahun‑tahun lebih awal daripada yang diperkirakan banyak orang merupakan tonggak nyata. Ini menunjukkan bahwa kontrol ekspor dan sanksi tidak mungkin secara permanen membatasi kemampuan teknologi di sektor yang selama ini Barat memegang keunggulan struktural.

Dalam skenario terbaik, pembatasan dapat menunda kemajuan; dalam skenario terburuk, mereka dapat mempercepatnya dengan menciptakan pasar domestik yang dilindungi dengan sekitar 1,5 miliar orang, dukungan negara yang kuat, dan kapasitas industri.

Ini tidak berarti China akan segera memproduksi chip terdepan menggunakan peralatan EUV domestik. Namun ini berarti lintasan menuju tujuan tersebut kini lebih jelas—dan kemungkinan lebih cepat—daripada yang diperkirakan sebelumnya.

Secara keseluruhan, hal ini memperkuat bahwa China berkembang menjadi kekuatan teknologi utama, bukan sekadar basis manufaktur terbesar di dunia.

Beberapa analisis berpendapat China kini memimpin dalam sebagian besar domain ilmiah canggih, yang menantang narasi sederhana bahwa kemajuan hanya terjadi melalui imitasi—meskipun sengketa rahasia dagang dan konflik IP tetap menjadi fitur nyata dalam kompetisi ini.

Sementara terobosan China mengubah horizon jangka panjang, investor yang mencari dominasi segera di ruang semikonduktor tetap harus melihat pemimpin pasar saat ini.

Perusahaan Semikonduktor – TSMC

Kenaikan China sebagai kekuatan teknologi signifikan secara strategis, namun untuk saat ini, peralatan manufaktur semikonduktor China masih tampak tertinggal—atau hanya mendekati—sistem Barat paling maju.

Jadi ketika berbicara tentang bisnis fab, disiplin proses, pembelajaran yield, dan pengalaman operasional kemungkinan akan tetap menjadi faktor penentu dalam dekade mendatang.

Akhirnya, produksi semikonduktor didominasi oleh keahlian niche dan kemampuan memproduksi massal pada skala untuk menurunkan biaya. Tidak ada perusahaan yang menguasai model itu lebih baik daripada TSMC, pemimpin Taiwan dalam pembuatan chip ultra‑canggih.

TSMC terutama memproduksi chip silikon, termasuk node 3nm paling kuat dan kelas 2nm yang akan datang. Dan karena memproduksi chip paling maju (dan paling mahal), ia menguasai pangsa pendapatan fab global yang dominan.

Sumber: Eric Flaningam

TSMC juga memperluas kapasitas manufaktur di AS, khususnya melalui investasi besar di pabrik Arizona.

Dengan pengembangan High‑NA EUV yang sudah berjalan, TSMC mungkin tetap satu langkah di depan pesaing China seperti SMIC selama bertahun‑tahun—terutama dalam hal yield, keandalan, dan kematangan manufaktur volume tinggi.

Dan meskipun telah bersaing sengit melawan Samsung, Intel, dan fab lainnya, TSMC masih berada dalam posisi untuk mempertahankan keunggulannya melawan kompetisi berbasis China—setidaknya untuk masa yang dapat diperkirakan.

Berita Saham TSMC (TSM) Terbaru dan Perkembangan