Komputasi
Lace Lithography Menggantikan Litografi EUV dengan Berkas Atom 10x Lebih Kecil
Tambahkan Securities.io ke sumber pilihan Anda di Google
Litografi semikonduktor adalah teknologi paling penting yang mendukung dunia modern, menjadi dasar pembuatan chip, memori, perangkat keras AI, dan segala macam komponen elektronik. Hingga kini, prinsip litografi, atau lebih tepatnya fotolitografi, masih sama seperti saat pertama kali ditemukan.
Sumber cahaya yang kuat dipancarkan, dipusatkan, dan diarahkan, sehingga dapat mengukir pola pada wafer silikon, menciptakan transistor dan komponen mikroskopis lainnya yang memungkinkan elektronik modern berfungsi.
Sumber: Fabricated Knowledge
Tentu saja, ini merupakan penyederhanaan berlebihan, karena proses produksi sebenarnya melibatkan banyak langkah lain seperti menambahkan dan menghilangkan material, menghilangkan impuritas, menstabilkan dan mengemas produk jadi, dll. Namun demikian, fotolitografi sering menjadi langkah paling krusial.
Hal ini tergambar jelas oleh bentuk litografi paling canggih, litografi EUV (Extreme Ultraviolet Lithography), yang memanfaatkan sinar UV berdaya tinggi untuk mengukir wafer silikon sekecil mungkin. Teknologi ini hampir sepenuhnya dikuasai oleh satu perusahaan, perusahaan Belanda ASML (ASML ) (lihat laporan investasi kami tentang perusahaan tersebut untuk informasi lebih lanjut), meskipun China secara aktif berusaha mengembangkan versi independen mereka sendiri.
“Chip menggerakkan dunia. Dan pembuatannya semakin sulit. Mesin litografi paling canggih saat ini berharga lebih dari €380 juta per unit, dengan generasi berikutnya diperkirakan melampaui €700 juta. Mereka sangat kompleks, memakan banyak energi, dan hanya berasal dari satu pemasok.
Sampai saat ini, litografi sebagian besar berkembang dengan sumber cahaya yang semakin tepat dan kuat, beralih ke panjang gelombang yang semakin energik dan sistem kontrol yang kompleks.
Proses ini mungkin segera mencapai batas, karena tidak ada fotolitografi yang dapat lebih tepat daripada ukuran panjang gelombang cahaya yang digunakannya.
Sumber: Allresist
Inilah mengapa tim peneliti di seluruh dunia bekerja pada alternatif yang dapat menciptakan komponen komputasi yang lebih halus dan kuat, terutama di era AI yang menuntut kapasitas komputasi yang semakin besar.
Salah satu alternatif ini mungkin adalah langsung menggunakan atom individu alih-alih cahaya, pendekatan yang didukung oleh perusahaan Norwegia Lace Lithography. Perusahaan tersebut mengumpulkan $40 juta pada Maret 2026 dalam pendanaan seri A, dan didukung oleh Microsoft.
Dari Cahaya ke Atom
Hukum Moore Menemui Batas Keras
Fotolitografi dapat sangat tepat, mengukir wafer silikon yang ditargetkan pada skala nanometer. Namun, karena alasan fisika fundamental, tidak ada cahaya yang dapat lebih tepat daripada panjang gelombangnya sendiri.
Dalam istilah yang lebih teknis, masalah utama adalah batas difraksi, di mana berkas cahaya yang berbeda mulai saling mengganggu dan mengaburkan pola yang diinginkan.
Sumber: ResearchGate
Jadi meskipun cahaya EUV yang semakin kuat dapat membantu, ia akan segera menemui batas keras secara fisika, mungkin dalam 10 tahun. Hal ini dapat menggagalkan Hukum Moore, tren empiris industri semikonduktor untuk menggandakan kepadatan transistor setiap dua tahun.
“Hasilnya adalah bottleneck manufaktur di jantung ekonomi global, muncul tepat pada saat AI mendorong lonjakan permintaan komputasi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Industri telah mengetahui hal ini akan datang, tetapi sebelumnya tidak ada yang memiliki jawaban yang kredibel.”
Mengukir dengan Atom
Batas difraksi disebabkan oleh sifat cahaya, yang merupakan gelombang. Namun atom individu tidak terikat pada batas ini. Atau lebih tepat, mereka dapat berperilaku seperti gelombang, seperti semua objek skala kuantum, namun dengan panjang gelombang yang jauh lebih kecil dibandingkan cahaya.
“Atom berperilaku seperti gelombang, tetapi dengan panjang gelombang yang jauh lebih pendek, memungkinkan struktur yang jauh lebih halus, chip yang lebih kuat, dan konsumsi energi yang secara radikal lebih rendah.”
Berdasarkan prinsip ini, Lace Lithography mengembangkan metode yang melakukan litografi dengan menggunakan berkas atom helium alih-alih cahaya.
Berkas yang akan digunakan Lace Lithography untuk membuat chip memiliki lebar sekitar satu atom hidrogen, atau 0,1 nanometer. Sebagai perbandingan, alat litografi ASML menggunakan berkas cahaya dengan lebar sekitar 13,5 nanometer, dan rambut manusia memiliki lebar sekitar 100.000 nanometer.
Tentu saja, ini bukan ide baru, karena konsep ini telah dipertimbangkan selama beberapa dekade karena keunggulan presisi yang melekat pada atom dibandingkan cahaya, terutama mengingat betapa sulitnya menciptakan dan mengarahkan cahaya seperti EUV, yang dihasilkan dengan memanaskan ribuan tetesan kecil timah per detik.
Namun masalah utama adalah pembuatan mask semacam itu. Fotomask tradisional terbuat dari substrat kuarsa atau kaca yang dilapisi film tidak tembus cahaya, di mana pola perangkat yang diproduksi diukir. Film ini pada dasarnya menjadi templat untuk chip yang akan diukir pada wafer silikon, meskipun diperkecil ke skala yang jauh lebih kecil selama proses pengukiran.
Untuk membuat mask yang dapat bekerja dengan atom, matematika masalah ini dianggap terlalu kompleks hingga kini untuk pernah merancang mask bagi litografi berkas atom.
Ini kini menjadi masalah yang diklaim telah diselesaikan oleh Lace Lithography.
Lace Lithography
Gambaran Lace Lithography
Perusahaan ini diluncurkan pada tahun 2023 dan bertujuan “mengembangkan teknologi pola chip terobosan untuk 100 tahun produksi chip berikutnya”.
Perusahaan ini didirikan oleh Bodil Holst, seorang fisikawan Denmark-Norwegia dan profesor afiliasi di Departemen Fisika dan Teknologi Universitas Bergen di Norwegia, bersama Adria Salvador Palau, mantan mahasiswa PhD-nya.
Perusahaan ini memiliki fasilitas di Norwegia, Spanyol, dan Belanda, dengan kantor pusatnya di Bergen, Norwegia.
Untuk memecahkan masalah pembuatan mask bagi litografi berkas, tim memanfaatkan AI untuk memecahkan matematika yang sebelumnya tidak terpecahkan. Ini menunjukkan bagaimana AI tidak hanya dapat mengubah cara kami melakukan beberapa tugas, tetapi juga membuka kemungkinan baru secara total dalam ilmu keras dan rekayasa.
“Masalah keras yang tersisa adalah desain mask: matematika yang terlibat dianggap secara efektif tidak dapat dipecahkan. Lace menyelesaikannya dengan algoritma berbasis AI proprietari yang mempercepat komputasi lebih dari 15 orde besarnya. Ini bukan perbaikan bertahap. Ini adalah pergeseran kategori.”
Secara teori, teknologi ini dapat memungkinkan pengukiran 10x lebih kecil bahkan dibandingkan litografi berbasis cahaya paling canggih.
Perusahaan ini mempresentasikan ilmu di balik pencapaiannya pada konferensi ilmiah Advanced Lithography + Patterning di San Jose, California, yang diselenggarakan oleh SPIE.
Dalam abstrak presentasi ini, dijelaskan bahwa “keuntungan fundamental menggunakan atom metastabil untuk litografi adalah resolusi pola terlepas dari energi pola.” Ini berarti berkas atom dapat lebih atau kurang kuat sesuai permintaan, berbeda dengan cahaya yang memerlukan panjang gelombang yang semakin kecil untuk tingkat energi yang lebih tinggi.
“Kami menunjukkan dua mode eksposur berbeda: proximity dan diffraction. Untuk proximity, kami menampilkan pola lubang hingga 50 nm CD dengan half pitch 100 nm. Untuk diffraction, kami menampilkan pola garis reguler dengan half pitch 50 nm.”
Teknologi mask ini dapat diskalakan ke ukuran wafer silikon saat ini yang digunakan industri, dan bahkan dapat diperluas lebih jauh.
“Selanjutnya, kami mempersembahkan desain mask difraksi Inverse Lithography Technology (ILT) berbasis AI pertama untuk atom. Kami menunjukkan bahwa desain mask dapat menghasilkan pola apa pun dengan batas resolusi teoretis hingga jarak atomik silikon. Simulasi desain mask dapat diskalakan ke ukuran bidang penuh saat ini dan lebih jauh.”
Selain Atomico, perusahaan ini telah menerima pendanaan dari lengan ventura Microsoft (MSFT ) M12, Linse Capital, Spanish Society for Technological Transformation, dan Nysnø. Valuasi total Lace Lithography belum diungkapkan.
Mempersiapkan Komersialisasi
Tentu saja, ada jeda waktu antara pengungkapan terobosan ilmiah dan prototipe, serta pemanfaatan teknologi secara skala besar.
Namun, Lace Lithography kemungkinan akan relatif mudah diintegrasikan ke dalam pabrik semikonduktor. Ia menggantikan sumber cahaya EUV dengan berkas helium dan fotomask tradisional dengan desain mask berkas berbasis AI. Jadi tidak perlu merancang ulang jalur perakitan atau sebagian besar rantai pasokan yang sudah melayani industri manufaktur semikonduktor.
Dengan prototipe yang sudah ada, perusahaan berencana menguji alat kelas komersial pertamanya di pabrik pilot pembuatan chip (“fab”) sekitar tahun 2029.
Berinvestasi dalam Litografi Berkas Atom
Microsoft
MSFT Grafik Harga
Teknologi ini masih sangat baru, dan kemungkinan tidak akan melihat chip komersial nyata yang diproduksi dengan teknologi ini sebelum 2030, serta tidak akan ada penerapan massal sebelum 2035 pada yang terbaik.
Namun, ini dapat menjadi pengubah permainan dalam jangka panjang, menghilangkan pemain dominan, ASML, sepenuhnya dari posisi monopoli mereka dalam litografi. Karena ASML saat ini bernilai $450 miliar, bahkan partisipasi kecil di Lace Lithography dapat memberikan keuntungan besar di masa depan.
Karena kebanyakan investor tidak dapat berinvestasi langsung pada startup awal seperti perusahaan ini, eksposur ke saham Microsoft mungkin menjadi opsi kedua terbaik.
Raksasa sistem operasi dan perangkat lunak ini juga banyak melakukan taruhan pada teknologi inovatif, dengan AI, khususnya AI yang diterapkan pada penggunaan B2B dan riset ilmiah, sebagai fokus utama perusahaan. Dalam dekade terakhir, Microsoft juga menjadi perusahaan yang mendorong batas beberapa teknologi paling menjanjikan dan mengambil lebih banyak risiko dibandingkan dekade-dekade sebelumnya:
- Quantum computing chips, menemukan seluruh keadaan materi baru (topokonduktor).
- Nuclear fusion, dengan reaktor yang akan diserahkan ke Microsoft oleh Helion Energy pada tahun 2028.
- Moving early in restarting nuclear power plants untuk memberi daya pada pusat data AI.
- Scientific AIs untuk ilmu material, kimia, dan biologi.
- B2B and PC-based AI (Copilot)
Selain aktivitas-aktivitas ini, perusahaan ini merupakan pemimpin dalam perangkat lunak operasional, perangkat lunak B2B (Office), jejaring sosial B2B (LinkedIn), pengembangan video game, konsol game (XBox), komputasi awan, dan pengembangan AI.
Ini berarti bahwa meskipun litografi berkas atom kemungkinan tidak akan menambah satu triliun lagi pada kapitalisasi pasar Microsoft yang sudah sangat besar, ini adalah salah satu bidang yang sangat menjanjikan di mana perusahaan telah berinvestasi sejak dini. Jadi saham tersebut dapat memberikan potensi kenaikan dari inovasi “moonshot” yang mengganggu sekaligus memberikan eksposur pada aktivitas inti perusahaan yang lebih stabil dan dapat diprediksi.
(Anda dapat membaca lebih lanjut tentang bisnis Microsoft secara keseluruhan di laporan investasi kami yang didedikasikan untuk perusahaan.)
Berita Microsoft (MSFT) Saham dan Perkembangan Terbaru
