Membantu Industri Transistor Thin-Film Matang melalui Pemanfaatan ‘Foundries’

Industri transistor film tipis (TFT) menghadapi masalah: infrastruktur dan model bisnisnya belum seperti pasar semikonduktor lainnya. Akibatnya, industri ini mengalami berbagai hambatan. Namun, keadaan tersebut akan berubah berkat tim peneliti inovatif dari KU Leuven. Mereka merancang jenis chip TFT baru yang dapat dibuat di pabrik besar yang disebut foundry. Berikut alasan mengapa perkembangan ini penting.

Apa Itu Transistor Film Tipis?

Transistor film tipis merupakan salah satu bentuk teknologi semikonduktor. Semikonduktor menghantarkan listrik, tetapi tidak sebaik konduktor. Konduktivitasnya berada di antara isolator dan konduktor, sehingga ideal sebagai sakelar dalam mikroelektronika. Kemungkinan besar, saat ini Anda memiliki perangkat yang menggunakan teknologi TFT. Teknologi ini merupakan komponen penting dalam mikrochip.

Penggunaan teknologi TFT yang paling umum adalah pada layar, untuk mengendalikan setiap piksel. Layar TFT terdapat pada ponsel pintar dan layar kecil lainnya. Komponen ini umum digunakan pada layar LCD matriks aktif, seperti pada kamera DSLR, proyektor LCD, atau layar headset. Saat ini terdapat dua jenis bahan utama untuk membuat chip TFT:

Silikon Amorf

Silikon amorf merupakan bahan paling populer untuk pembuatan chip TFT saat ini. Biaya produksi massalnya paling rendah dan dapat disesuaikan dengan berbagai penggunaan. Chip ini memang memiliki efisiensi lebih rendah daripada beberapa alternatif lain, tetapi dapat diendapkan pada beragam substrat, termasuk kaca, logam, dan plastik.

Silikon Polikristalin

Silikon polikristalin lebih efisien daripada silikon amorf. Namun, pembuatannya juga lebih sulit dan mahal. Bahan ini dibuat dengan mengendapkan senyawa tertentu pada silikon menggunakan panas atau reaksi kimia. Proses tersebut membutuhkan mesin khusus dan tenaga terampil.

Kekurangan Transistor Film Tipis Konvensional

Jenis TFT ini memiliki beberapa kekurangan. Salah satunya, perangkat ini tidak fleksibel. Selain itu, industri ini belum memiliki infrastruktur, kapasitas produksi, atau dukungan seperti jenis semikonduktor lainnya yang memiliki pabrik besar bernama foundry untuk memproduksi chip secara massal.

Mengimbangi Permintaan

Pabrik fabrikasi semikonduktor tersebut umumnya membuat chip khusus dan chip standar pada wafer. Wafer adalah irisan bahan semikonduktor yang digunakan untuk membuat rangkaian dan sel surya, serta memungkinkan pembuatan chipset yang lebih kecil. Namun, chip TFT belum memiliki foundry yang beroperasi untuk mendukung pasarnya. Kekurangan fasilitas produksi ini telah membatasi inovasi dan adopsinya hingga sekarang.

Model Bisnis yang Krusial

Model foundry semikonduktor berskala besar masuk akal karena beberapa alasan. Permintaan chip sangat besar dan diperkirakan terus meningkat seiring bertambahnya perangkat elektronik. Inovasi dan kemampuan sektor elektronika film tipis dapat berkembang ketika para insinyur mulai berfokus pada fungsi baru, bukan pada tata letak dan desain chip.

Pendekatan Baru

Para peneliti di balik laporan ini, Hikmet Çeliker, Wim Dehaene, dan Kris Myny, menemukan bahwa kurangnya foundry dan standar merupakan faktor terbesar yang membatasi perkembangan elektronika film tipis. Mereka berencana mengatasi masalah ini dan membantu membuka era baru perangkat elektronik yang fleksibel dan lebih kecil.

TFT yang Berevolusi

Para peneliti menggunakan pendekatan yang mencakup beberapa langkah: membangun foundry, mendorong inovasi, dan menciptakan standar chip TFT fleksibel untuk produksi massal. Mereka berhasil melaksanakan tugas ini dan ingin memanfaatkan pelajaran yang diperoleh untuk memajukan sektor elektronika film tipis.

Transistor Film Tipis yang Sangat Tipis

Para peneliti membuat dua versi TFT tipis menggunakan substrat yang berbeda. Mereka menggabungkan mikroprosesor berbasis TFT dengan komponen lain untuk membuat chip MOS 6502 yang fleksibel. Chip legendaris inilah yang digunakan pada Nintendo, komputer Apple (AAPL ) generasi awal, dan bahkan Commodore pertama. Meskipun daya komputasinya kecil menurut standar saat ini, keberhasilan miniaturisasinya sangat berarti.

Pengukuran resmi para peneliti menunjukkan ketebalan perangkat kurang dari 30 mikrometer, lebih tipis daripada rambut manusia. Pembuatan mikrochip sekecil ini dapat membawa perubahan besar. Banyak industri dapat segera memperoleh manfaat dari chip tipis yang murah dan mudah diproduksi.

Dua Substrat

Dua substrat berbeda dipilih untuk transistor film tipis: indium-galium-seng-oksida amorf dan silikon polikristalin. Bahan kedua berbeda dari pendahulunya karena tidak membutuhkan panas untuk dibuat. Kedua chip utama dilengkapi kartu 48 pin yang memungkinkan interaksi dengan perangkat, pengaturan parameter, dan verifikasi.

Proyek-Proyek Meningkatkan Model Industri

Para peneliti menyebut mikroprosesor ini sebagai proyek. Chip kecil tersebut dibagi menjadi bagian-bagian agar para pengembang dapat memanfaatkan bagian yang dibutuhkan secara modular. Struktur ini memberikan fleksibilitas dan memungkinkan produsen membuat chip khusus sesuai permintaan menggunakan substrat yang sama. Pendekatan ini juga akan mengurangi limbah dan meningkatkan efisiensi.

Konsumsi Daya

Manfaat besar lainnya dari semikonduktor TFT setipis rambut adalah kebutuhan energinya yang rendah. Perangkat ini dioptimalkan agar sehemat mungkin dalam penggunaan daya. Di masa depan, perangkat tersebut dapat memperoleh dayanya sendiri dari energi statis atau metode pengisian daya nirkabel lainnya.

Penerapan Transistor Film Tipis di Dunia Nyata

TFT memiliki banyak penerapan di dunia nyata. Saat ini teknologi tersebut digunakan dalam berbagai perangkat pintar, laptop, dan layar. Chip ini mengendalikan piksel, tetapi kemampuannya jauh lebih luas. Berikut beberapa potensi penggunaannya yang dapat menjadikan TFT teknologi masa depan.

Perawatan Kesehatan

Sektor kesehatan dapat memperoleh banyak manfaat dari perangkat TFT. Penggunaan perangkat yang dikenakan pada tubuh untuk kebutuhan sehari-hari, pemantauan kinerja, dan keperluan medis terus meningkat. Teknologi ini dapat membuat perangkat tersebut jauh lebih kecil.
Bayangkan sebuah stiker yang dapat mengirimkan data penting tentang jantung kepada tenaga medis untuk pemantauan dan penelitian. Perangkat yang sangat tipis dapat memungkinkan perban yang memantau infeksi serta berbagai inovasi lain yang dahulu hanya muncul dalam film fiksi ilmiah.

Robotika

Industri robotika dapat menggunakan teknologi ini untuk meningkatkan berbagai aspeknya. Chip yang lebih tipis dan ringan dapat membantu memperkecil komponen utama robot. Robot yang lebih ringan dapat beroperasi lebih lama karena beban pada baterainya lebih rendah.
Teknologi TFT dapat membuat antarmuka robot lebih intuitif. Jika dipadukan dengan kecerdasan buatan, teknologi ini suatu hari dapat menampilkan ekspresi wajah rekan kerja robot kita dan banyak hal lainnya. Sektor robotika sendiri sudah lama menginginkan chipset yang lebih hemat energi.

Layar Masa Depan

Banyak layar masa depan dapat menggunakan teknologi ini. Meningkatnya penggunaan headset VR dan AR merupakan contoh teknologi yang akan sangat diuntungkan oleh desain chip TFT yang ringan. Layar kecil di perangkat tersebut dapat menjadi sangat ringan, sehingga ergonominya meningkat dan penggunaan dalam waktu lama tidak terlalu melelahkan.

Layar Fleksibel

TFT merupakan teknologi utama untuk membuat layar yang dapat ditekuk. Sifat fleksibel chip tipis ini menjadikannya ideal untuk penggunaan tersebut. Layar fleksibel dapat membawa perubahan besar pada pasar. Layar yang dapat digulung akan menghemat ruang dan memungkinkan siapa pun mengakses informasi dengan cepat dalam hitungan detik.

Internet of Things (IoT)

Pasar IoT terdiri atas miliaran perangkat pintar. Semua perangkat ini memiliki sensor dan dapat mengirimkan data melalui internet. Sebagian dapat menerima sekaligus mengirimkan informasi. Saat ini miliaran perangkat IoT telah beroperasi, menggunakan teknologi komputasi mikro dan sensor untuk berkomunikasi serta mengumpulkan data.

Sektor IoT dapat mengalami miniaturisasi yang lebih maju berkat perkembangan terbaru ini. Bayangkan sensor-sensor kecil yang memantau logistik dan rantai pasokan. Saat ini juga sudah ada banyak pilihan terdesentralisasi di pasar. Fleksibilitas tambahan ini berarti pasar IoT patut menjadi sasaran awal para insinyur TFT.

Perangkat IoT terus berperan penting dalam sektor industri. Perangkat ini digunakan untuk memantau proses produksi, mengautentikasi produk, dan membagikan data logistik melalui jaringan. Sebagian perangkat IoT memantau suhu, lokasi, dan keabsahan aset secara langsung. Karena itu, teknologi IoT dipandang sebagai alternatif terbaik untuk kebutuhan tersebut.

Perusahaan yang Dapat Mengambil Manfaat dari Teknologi Ini

Beberapa perusahaan dapat segera memanfaatkan teknologi ini dan mulai meningkatkan efisiensi serta pendapatannya. Sektor manufaktur TFT terus berkembang dan persaingan makin ketat. Berikut beberapa perusahaan di pasar ini yang patut diketahui.

1. Applied Materials

AMAT Grafik Harga

Applied Materials (AMAT ), produsen teknologi berbasis Amerika, adalah penyedia chip dan perangkat lunak terkemuka untuk industri semikonduktor. Perusahaan ini didirikan pada tahun 1967 dan go public pada tahun 1972. Sejak saat itu, perusahaan telah meraih kesuksesan besar dan diakui sebagai pemimpin pasar. Secara khusus, majalah FORTUNE menobatkan Applied Materials sebagai salah satu Perusahaan Paling Dikagumi di Dunia pada tahun 2018.

Pada tahun 2009, Applied Materials secara resmi memasuki pasar manufaktur chip. Saat ini, mereka merupakan salah satu produsen chip semikonduktor teratas di dunia dan foundry mereka yang besar terus memproduksi miliaran chip untuk mendukung revolusi digital. Hari ini, Applied Materials memiliki tiga bidang fokus yang berbeda: semikonduktor, layanan global terapan, dan pasar tampilan.

Saham AMAT dianggap sebagai pilihan cerdas bagi investor. Saham ini memiliki kapitalisasi pasar saat ini sebesar $170,55 Miliar, dan perusahaan memiliki valuasi $168,62 Miliar. Dalam hal kinerja saham, AMAT telah naik selama setahun terakhir. Secara khusus, saham ini mengungguli pasar dengan kenaikan +81,73 % selama 52 minggu terakhir.

2. Intel Corporation

INTC Grafik Harga

Intel (INTC ) Corporation adalah produsen chip terkenal lainnya yang terus meningkatkan inovasi dan proses produksi. Perusahaan ini memasuki pasar pada 1968 dan berkantor pusat di California. Chip Intel sangat populer, dan proses produksinya telah disempurnakan selama bertahun-tahun.
Saat ini, Intel adalah salah satu foundry utama untuk pembuatan chip. Perusahaan menawarkan solusi menyeluruh yang dapat dirancang dan dipesan sebelumnya oleh produsen bila diperlukan. Faktor-faktor ini menjadikan INTC saham yang menarik untuk dimiliki. Analis memprediksi kenaikan nilai yang lambat dan stabil, dengan beberapa memperkirakan saham naik dari 35 dolar tahun ini menjadi 60 dolar pada 2026.

Kekurangan Chip

Salah satu faktor utama yang mendorong penelitian lebih lanjut terhadap chip TFT adalah kelangkaan yang baru-baru ini terjadi di pasar. Pasar chip semikonduktor terus mengalami kekurangan pasokan karena berbagai alasan. Salah satunya, ketegangan politik mendorong negara-negara memisahkan sumber daya produksi chip mereka untuk mempersiapkan kemungkinan konfrontasi di masa depan.

Kekurangan chip berdampak berbeda di berbagai wilayah. Uni Eropa merasakan dampak paling berat karena tidak memiliki pabrik fabrikasi chip besar seperti Amerika Serikat dan Tiongkok. Kelangkaan chip ini membuat banyak industri bergegas mencari pengganti dan mengamankan alternatif jika masalah tersebut berlanjut.

Pembangunan lebih banyak foundry dan penggunaan sumber daya yang lebih baik dapat membantu mengatasi masalah ini. Namun, permintaan perangkat berteknologi tinggi yang semakin kecil terus meningkat, sehingga kebutuhan pasar juga akan bertambah. Karena itu, menyesuaikan posisi dengan perkembangan ini merupakan langkah bijak.

Masa Depan Transistor Film Tipis

Masa depan chip TFT akan melibatkan otomatisasi. Teknologi kecerdasan buatan akan bekerja bersama para pengembang untuk menciptakan alternatif baru yang menarik bagi teknologi saat ini. Chip TFT generasi berikutnya akan lebih kecil, lebih terjangkau, dan lebih mudah diproduksi. Semua faktor tersebut akan memastikan bahwa TFT tetap menjadi komponen penting di sektor teknologi dunia.

Transistor Film Tipis Siap Berkembang

Sulit menemukan analis yang memperkirakan penggunaan chip TFT akan menurun dalam beberapa tahun mendatang. Peningkatan perangkat elektronik berukuran kecil terus memperkuat momentum ini dan mendorong inovasi di seluruh pasar. Pendekatan terbaru ini menawarkan sudut pandang yang lebih menyeluruh dan realistis terhadap tantangan adopsi chip TFT. Data tersebut dapat membantu mengarahkan industri menuju model yang lebih mendukung pertumbuhan.
Pelajari Lebih Lanjut Berita Komputer