China Pangkas Produksi Chip Optik Jadi Hitungan Detik

OtakOnline.com, Beijing - Produksi chip optik memasuki babak baru setelah ilmuwan China mengembangkan metode fabrikasi paralel yang jauh lebih cepat. Teknologi tersebut mampu mengubah desain 2D menjadi struktur optik 3D kompleks dalam hitungan detik.

Terobosan ini dikembangkan oleh ilmuwan dari Institut Fisika Akademi Ilmu Pengetahuan China atau Chinese Academy of Sciences (CAS). Penelitian tersebut juga melibatkan Universitas Hong Kong dan sejumlah lembaga penelitian dalam negeri.

Metode baru ini diklaim mampu memangkas waktu fabrikasi lebih dari 100 kali dibandingkan metode berbasis berkas ion terfokus atau Focused Ion Beam (FIB). Teknologi tersebut juga dapat memproses struktur optik dalam jumlah besar secara bersamaan.

Perkembangan ini menjadi penting di tengah meningkatnya kebutuhan terhadap perangkat keras komputasi berkecepatan tinggi. Selain itu, teknologi fotonik semakin mendapat perhatian karena berpotensi mendukung kecerdasan buatan (AI), telekomunikasi, dan sistem penginderaan generasi mendatang.

Produksi Chip Optik Beralih ke Metode Fabrikasi Paralel

Selama ini, salah satu tantangan utama dalam pembuatan struktur optik 3D terletak pada kecepatan proses fabrikasi. Metode tradisional seperti FIB biasanya membuat struktur secara satu per satu.

Teknik tersebut memang mampu menghasilkan struktur dengan tingkat presisi tinggi. Namun, prosesnya membutuhkan waktu panjang ketika digunakan untuk membuat banyak struktur dalam skala besar.

Kondisi itu menjadi hambatan bagi pengembangan chip optik yang membutuhkan desain kompleks. Produksi dalam jumlah besar juga sulit dilakukan jika setiap struktur harus dibuat secara individual.

Para ilmuwan China kemudian mengembangkan pendekatan berbeda. Mereka memperkenalkan metode fabrikasi paralel yang memungkinkan banyak struktur dibuat secara bersamaan.

Dalam metode ini, model dua dimensi dapat diubah menjadi struktur tiga dimensi. Proses tersebut dilakukan pada wafer semikonduktor berukuran empat inci dalam satu tahapan fabrikasi.

Menurut tim peneliti, pendekatan tersebut dapat meningkatkan efisiensi produksi secara signifikan. Teknologi ini juga berpotensi menjembatani kebutuhan antara desain fotonik khusus dan produksi massal.

Wang Yi, mahasiswa doktoral sekaligus pemimpin proyek, menyebut metode tersebut sebagai platform serbaguna. Platform ini dirancang untuk menghasilkan struktur optik 3D kompleks sekaligus mengatasi sejumlah keterbatasan manufaktur saat ini.

Dengan demikian, teknologi tersebut tidak hanya berfokus pada kecepatan. Peneliti juga berupaya mempertahankan presisi struktur yang dibutuhkan untuk aplikasi fotonik canggih.

Teknologi Baru Pangkas Waktu Fabrikasi Lebih dari 100 Kali

Salah satu keunggulan utama metode baru ini adalah kemampuan memproses ribuan nanostruktur secara bersamaan. Pendekatan tersebut berbeda dari FIB yang bekerja secara lebih individual.

Alih-alih menggunakan berkas ion terfokus untuk membentuk satu struktur dalam satu waktu, tim peneliti menggunakan berkas ion dengan area yang lebih luas.

Berkas tersebut dapat mengubah banyak nanostruktur 2D secara simultan. Setelah itu, struktur tersebut dapat membentuk desain tiga dimensi melalui proses pelipatan yang menyerupai teknik origami.

Metode ini menggabungkan teknik etsa berkas ion dengan konsep pelipatan tersebut. Hasilnya, proses produksi dapat dilakukan pada wafer dalam bentuk datar sebelum struktur diubah menjadi konfigurasi 3D.

Pendekatan tersebut memberikan sejumlah keuntungan penting, antara lain:

• Produksi lebih cepat karena ribuan struktur dapat diproses secara bersamaan.
• Efisiensi fabrikasi meningkat dibandingkan proses satu struktur dalam satu waktu.
• Struktur 3D lebih kompleks dapat dibuat dari pola 2D.
• Presisi skala nano tetap dipertahankan selama proses fabrikasi.
• Produksi wafer berukuran besar lebih memungkinkan untuk mendukung pengembangan massal.

Menurut informasi dari tim peneliti, metode tersebut mampu mencapai keseragaman sudut lebih dari 97 persen. Selain itu, waktu fabrikasi dapat berkurang lebih dari 100 kali dibandingkan metode FIB.

Pencapaian tersebut menjadi salah satu aspek penting dalam penelitian ini. Pasalnya, kemampuan menghasilkan struktur secara cepat dapat mempercepat proses pengembangan perangkat fotonik.

Namun, teknologi ini masih perlu melewati berbagai tahapan sebelum dapat diterapkan secara luas. Pengujian lebih lanjut dibutuhkan untuk memastikan keandalan proses dalam produksi industri dengan skala lebih besar.

Mengapa Chip Optik 3D Semakin Penting?

Perkembangan chip optik tidak dapat dilepaskan dari meningkatnya kebutuhan komputasi modern. Model AI semakin besar dan kompleks sehingga membutuhkan kemampuan pemrosesan data yang semakin tinggi.

Pada sistem tradisional, transmisi data masih banyak mengandalkan koneksi berbasis listrik dan kabel tembaga. Teknologi optik menawarkan pendekatan berbeda dengan memanfaatkan cahaya untuk membawa informasi.

Koneksi optik berpotensi menyediakan bandwidth yang lebih besar. Selain itu, teknologi tersebut dapat membantu mengurangi konsumsi energi dalam proses komunikasi data.

Karena itu, fotonik menjadi salah satu bidang yang menarik perhatian industri teknologi global. Perusahaan dan lembaga penelitian berlomba mengembangkan solusi untuk meningkatkan kinerja sistem komputasi.

Struktur optik tiga dimensi memberikan peluang tambahan dalam desain perangkat. Dengan menempatkan komponen optik dalam ruang 3D, insinyur dapat menciptakan desain yang lebih padat.

Selain itu, pendekatan tiga dimensi dapat membantu mengurangi interferensi sinyal. Desain tersebut juga memungkinkan pengembangan fungsi yang sulit dicapai melalui arsitektur dua dimensi.

Dalam jangka panjang, teknologi seperti ini berpotensi mendukung berbagai kebutuhan. Mulai dari pusat data, kecerdasan buatan, telekomunikasi, hingga perangkat penginderaan berkecepatan tinggi.

Karena itu, kemampuan mempercepat produksi chip optik dapat menjadi faktor penting dalam persaingan teknologi masa depan.

China Ikut Bersaing dalam Pengembangan Fotonik

Terobosan tersebut muncul ketika persaingan teknologi fotonik semakin ketat. Berbagai perusahaan teknologi dan lembaga penelitian dunia tengah mengembangkan solusi untuk kebutuhan komputasi generasi berikutnya.

Perusahaan seperti Intel, TSMC, Ayar Labs, dan Lightmatter diketahui aktif mengembangkan teknologi fotonik silikon dan konektivitas optik. Tujuannya adalah meningkatkan kemampuan komunikasi data dan efisiensi sistem komputasi.

Sementara itu, lembaga penelitian seperti Imec di Belgia dan NTT di Jepang juga mengembangkan platform integrasi fotonik generasi baru.

China pun tidak ingin tertinggal dalam perlombaan tersebut. CAS menjadi salah satu lembaga yang aktif melakukan penelitian di bidang teknologi fotonik dan semikonduktor.

Selain lembaga penelitian, perusahaan teknologi China seperti Huawei juga memperluas pengembangan teknologi yang berkaitan dengan chip optik. Langkah tersebut menunjukkan besarnya perhatian terhadap fotonik sebagai bagian dari ekosistem teknologi masa depan.

Persaingan ini semakin penting seiring pertumbuhan industri AI. Sistem AI membutuhkan kapasitas pemrosesan dan perpindahan data dalam jumlah besar.

Di sisi lain, pusat data harus menghadapi tantangan konsumsi energi. Karena itu, teknologi yang mampu meningkatkan kecepatan sekaligus mengurangi kebutuhan daya menjadi semakin menarik.

Chip optik dapat menjadi salah satu bagian dari solusi tersebut. Namun, keberhasilannya tetap bergantung pada kemampuan industri mengatasi tantangan produksi dan integrasi.

Fabrikasi Paralel Berpotensi Dorong Fotonik Generasi Berikutnya

Metode fabrikasi yang dikembangkan ilmuwan China menawarkan pendekatan baru untuk mengatasi salah satu persoalan utama dalam produksi struktur optik 3D.

Kemampuan mengubah ribuan struktur 2D menjadi bentuk 3D secara bersamaan dapat mempercepat proses pengembangan. Selain itu, pendekatan tersebut membuka peluang untuk meningkatkan skala produksi.

Bagi industri, efisiensi menjadi faktor penting. Desain fotonik yang sangat kompleks tidak akan mudah dikomersialkan jika proses pembuatannya terlalu lama dan mahal.

Karena itu, teknologi fabrikasi paralel dapat membantu memperkecil kesenjangan antara penelitian laboratorium dan kebutuhan produksi massal.

Namun, penerapan industri membutuhkan pengujian lanjutan. Konsistensi hasil, ketahanan struktur, biaya produksi, serta kompatibilitas dengan proses manufaktur yang sudah ada menjadi faktor yang harus diperhatikan.

Jika berbagai tantangan tersebut dapat diselesaikan, teknologi ini berpotensi memberikan dampak besar bagi perkembangan fotonik terintegrasi.

Pada saat yang sama, kemajuan tersebut dapat memperkuat posisi China dalam persaingan teknologi semikonduktor. Terlebih, kebutuhan chip berperforma tinggi terus meningkat seiring berkembangnya AI dan komputasi skala besar.

Masa Depan Chip Optik Semakin Kompetitif

Terobosan fabrikasi paralel menunjukkan bahwa perlombaan teknologi semikonduktor kini semakin luas. Persaingan tidak hanya berfokus pada chip elektronik konvensional.

Teknologi fotonik juga menjadi bagian penting dalam upaya meningkatkan kemampuan komputasi. Kecepatan transfer data dan efisiensi energi menjadi dua kebutuhan utama yang terus berkembang.

Dalam konteks tersebut, kemampuan mempercepat produksi chip optik dapat menjadi keunggulan strategis. Teknologi baru China berupaya menjawab kebutuhan tersebut dengan pendekatan fabrikasi yang lebih cepat.

Meskipun begitu, perjalanan menuju produksi massal masih membutuhkan pembuktian lebih lanjut. Penelitian dan pengembangan tetap diperlukan untuk memastikan teknologi tersebut mampu bekerja secara konsisten dalam lingkungan industri.

Selain itu, ekosistem pendukung juga menjadi faktor penting. Pengembangan material, peralatan fabrikasi, desain chip, dan sistem integrasi harus berjalan secara bersamaan.

Jika teknologi ini berhasil dikembangkan lebih jauh, dampaknya dapat meluas ke berbagai sektor. Komputasi AI, pusat data, telekomunikasi, dan sistem sensor menjadi beberapa bidang yang berpotensi memperoleh manfaat.

Pada akhirnya, inovasi tersebut memperlihatkan arah baru industri semikonduktor. Struktur optik 3D dan proses fabrikasi paralel dapat menjadi bagian dari teknologi yang mendukung kebutuhan komputasi masa depan.

China kini berupaya mempercepat langkahnya dalam perlombaan tersebut. Dengan memangkas waktu fabrikasi lebih dari 100 kali, metode baru ini memberikan sinyal bahwa produksi struktur fotonik kompleks mulai bergerak menuju proses yang lebih cepat dan efisien.

Bagikan Artikel