Nexstrom Ajak Pabrik Chip Adopsi Semikonduktor Dua Dimensi

Startup berbasis di Singapura, Nexstrom, mengumumkan pengumpulan dana sebesar 12 juta dolar Amerika Serikat dalam putaran pendanaan benih. Uang yang dihimpun tersebut dialokasikan khusus untuk mengembangkan peralatan dan proses yang memungkinkan pabrik pembuatan chip atau fabrikasi memproduksi material semikonduktor dua dimensi atau “2D” dalam jumlah besar. Pengumuman ini bukan sekadar berita korporasi biasa, melainkan indikasi nyata bahwa tekanan terhadap batas fisika material silikon semakin terasa di industri elektronik global.

Nexstrom beroperasi di bawah inkubator Xora Innovation. Yang menarik dari strategi perusahaan ini adalah posisi yang dipilihnya: Nexstrom tidak bermaksud menjadi pesaing langsung bagi raksasa manufaktur chip seperti TSMC, Samsung, maupun Intel. Sebaliknya, model bisnis yang dipilih adalah menjual teknologi atau bermitra dengan entitas-industri tersebut. Pihak Nexstrom bahkan menyebut beberapa perusahaan di sektor ini sudah mulai menguji sampel wafur dan material yang dihasilkan, meskipun nama-nama mereka tidak disebutkan demi alasan kerahasiaan.

Mengapa Silikon Mulai Kehilangan Kecepatannya?

Selama beberapa dekade terakhir, produsen chip telah berusaha membuat semikonduktor menjadi lebih cepat dengan mengecilkan ukuran transistor silikon dan memadatkan lebih banyak komponen dalam setiap chip. Namun, upaya pengecilan ini ternyata memiliki biaya tersembunyi. Pengontrolan aliran elektron menjadi semakin sulit seiring ukuran transistor yang menyusut, dan hal ini secara langsung memperburuk isu seperti kebocoran daya atau leakage, kehilangan energi, serta penumpukan panas pada perangkat.

Kondisi ini menjadi sorotan utama di tengah permintaan komponen untuk pusat data yang terus meningkat. Kekurangan komponen global yang didorong oleh kebutuhan pusat data itu diperkirakan tidak akan segera mereda. Di sinilah Nexstrom memandang penggunaan material dua dimensi sebagai salah satu solusi viable untuk mengatasi hambatan tersebut. Teknologi perusahaan berfokus pada menumbuhkan material semikonduktor transition-metal dichalcogenides (TMDs) secara langsung di atas wafur chip.

Perlu dicatat bahwa istilah “two-dimensional” di sini lebih merupakan ilustrasi untuk menunjukkan ketebalan ekstrem, karena material TMDs ini sebenarnya hanya terdiri dari beberapa lapisan atom. Ketipisan inilah yang menarik perhatian produsen chip yang ingin mempersempit ukuran chip lebih jauh tanpa mengorbankan kinerja. Namun, ketipisan tersebut juga menuntut presisi produksi yang belum pernah disyaratkan dalam era silikon tradisional.

North Star Mengatasi Kesenjangan Antara Lab dan Fabrikasi

Meskipun potensi material 2D sudah diakui luas, Nexstrom bertaruh pada area yang sangat sulit: memproduksi material ini untuk kebutuhan produksi semikonduktor dalam skala besar. Produk utama perusahaan dinamakan North Star. Mesin ini dirancang untuk menumbuhkan TMDs secara langsung di atas wafur 300 mm atau 12 inci yang menjadi standar dalam pembuatan chip komersial. Fokus pada ukuran 300 mm ini penting karena wafur tersebut adalah ukuran yang kompatibel dengan infrastruktur fabrikasi yang sudah ada di industri.

Lance Li, pendiri bersama sekaligus kepala ilmuwan perusahaan, menjelaskan akar masalah yang dihadapi industri saat ini. Li menegaskan bahwa selama ini upaya riset material berkualitas tinggi hanya bisa dilakukan dalam skala laboratorium yang sangat kecil. “Inilah celah yang tepat yang ditangani Nexstrom,” ujar Li kepada TechCrunch. Ia telah bekerja pada material 2D sejak tahun 2012 dan sebelumnya memimpin riset elektronik pascasilikon di TSMC, pengalaman yang menjadi fondasi teknis bagi perusahaan ini.

CEO Nexstrom, Phoebe Tan, menambahkan bahwa pekerjaan saat ini berfokus pada penyampaian kualitas material sesuai spesifikasi mitra industri. Tan mengungkapkan bahwa mereka telah membuktikan hasil material pada wafur menggunakan sistem 12 inci yang baru dipasang. “Kami telah menskalakan sistem secara sistematis dari 2 inci menjadi 6 inci, dan kami akan menyelesaikan tahap 8 inci pada akhir Oktober,” kata Tan. Pernyataan ini menunjukkan bahwa tantangan terbesar ada pada konsistensi penumbuhan TMDs di seluruh wafur berukuran penuh, bukan pada kemampuan menciptakan material berkualitas di skala kecil.

Peta Pemain dan Posisi Dalam Rantai Pasok

Nexstrom tidak bekerja sendirian dalam upaya memajukan material 2D. Perusahaan manufaktur seperti TSMC, Intel, dan lembaga riset IMEC dari Belgia juga sedang mengembangkan cara integrasi material 2D ke dalam transistor. Di sisi peralatan dan bahan, perusahaan seperti AIXTRON dan CDimension, serta beberapa startup lain, menangani bagian lain dari rantai manufaktur. Baru-baru ini, kolaborasi antara TSMC, ASML, dan IMEC bahkan telah menunjukkan bagaimana transistor material 2D bisa digunakan dalam proses integrasi 300 mm, membuktikan bahwa arah teknologi ini sudah diakui oleh pemimpin industri.

Kemunculan Nexstrom dengan mesin North Star menambah dinamika di rantai pasok ini. Fokus perusahaan pada kemampuan pengukuran dan kontrol proses menjadi kunci, mengingat konsistensi penumbuhan TMDs di seluruh wafur berukuran penuh masih menjadi hambatan utama sebelum semikonduktor ultra-kecil bisa diproduksi massal. Dengan model bisnis sebagai penyedia alat, Nexstrom menargetkan kemitraan langsung daripada menjadi pemangku kepentingan yang bersaing di lini fabrikasi akhir.

Jendela Waktu Menuju Produksi Komersial

Putaran pendanaan 12 juta dolar ini, yang melibatkan Xora, Foothill Ventures, dan SEEDS, menaikkan total dana yang telah dihimpun Nexstrom menjadi 15 juta dolar AS. Dana tersebut akan digunakan untuk mengembangkan teknologi lebih lanjut, mendekatkan peralatan menuju tahap produksi komersial, serta meningkatkan kemampuan kontrol proses dan pengukuran. Biaya pendanaan juga akan dialokasikan untuk ekspansi tim dan mendukung program kualifikasi bersama pelanggan potensial.

Terkait waktu, Nexstrom memperkirakan peralatan mereka siap untuk produksi komersial pada rentang tahun 2030 hingga 2035. Angka ini mengindikasikan bahwa meskipun teknologi material 2D sedang bergerak cepat, validasi proses produksi tetap memerlukan waktu yang cukup panjang sebelum bisa diadopsi secara luas oleh industri. Bagi pengamat teknologi, langkah Nexstrom merefleksikan pergeseran strategi investasi: bukan lagi sekadar membuat chip yang lebih kecil, melainkan menciptakan infrastruktur material yang memungkinkan chip terus mengecil.

Apakah North Star mampu menutup kesenjangan antara laboratorium dan fabrikasi massal adalah pertanyaan yang akan menentukan apakah material setipis atom ini benar-benar menjadi pengganti silikon di masa depan. Namun, dengan dukungan dana dan kredibilitas tim yang memiliki latar belakang TSMC, Nexstrom menempatkan diri di garis depan dari perubahan fundamental dalam cara chip dibuat.