Yasri Yudhistira

semikonduktor, pemrograman, hobi

Archive for the ‘semikonduktor’ Category

Feb
04

Semikonduktor, is it really sustainable?

Posted by Yasri Yudhistira

Akankah Indonesia mengecap salah satu mata rantai semikonduktor kelak?

7 bulan setelah pindah ke perusahaan pembuat memori terbesar di Eropa, saya harus melakukan keputusan strategis untuk pindah ke perusahaan lain di Belanda. 4 bulan kemudian perusahaan lama saya di Jerman meminta perlindungan kebangkrutan.

This is shocking, well, to some industry analyst it’s not. Pembuat memori ibarat seperti pedagang kerupuk yang menjual produk sebanyak-banyaknya dengan keuntungan tipis. Harga DRAM menukik hingga -90% dari puncaknya pada tahun 2007. Siapapun yang tidak mampu membuat produk dengan biaya yang semurah mungkin tidak mungkin selamat. Perusahaan Jerman itu harus menelan kerugian lebih dari EUR 400 juta per kuartal atau Rp. 24 trilyun per tahun.

Salah satu penyebab kejatuhan harga DRAM adalah terlalu banyak supply yang diakibatkan dari ekspansi gila-gilaan yang dilakukan sekitar tahun 2007. Tahun itu memang tahun yang sangat menguntungkan untuk semua industri memori. Tak heran semua pemain di dunia — Korea (Samsung dan Hynix), Amerika (Micron), Jepang (Elpida), beberapa perusahaan Taiwan, termasuk ex-perusahaan saya di Jerman — melakukan ekspansi yang waktu itu masih berharap harga dan demand tetap tinggi. Apalagi Olimpiade Beijing 2008 waktu itu diharapkan akan menumbuhkan permintaan yang akan melebihi tahun-tahun biasanya. Kenyataannya tidak demikian.

Akhir tahun 2007, harga mulai anjlok setelah melihat ‘kegagalan’ (versi semiconductor maker) Windows Vista yang ternyata mengecewakan karena tidak membutuhkan memori yang sangat banyak dan adopsinya yang lambat. Traditionally, pertumbuhan hardware dipancing oleh kebutuhan akan perangkat lunak. Computer games misalnya memicu nVidia dan ATI berlomba-lomba menampilkan produk grafis yang semakin canggih. Windows 95 memicu pertumbuhan pemakaian memori, yang waktu itu masih di kisaran 1-4 MB hingga ke kisaran puluhan hingga ratusan MB.

Perubahan pasar tiba-tiba ini memicu semua perusahaan untuk mengurangi cost seefektif mungkin. Dalam dunia memori, mengurangi cost bisa dilakukan dengan memperkecil geometri (ukuran) chip, sehingga jumlah chip yang dihasilkan per wafer akan lebih banyak. Misalnya, migrasi dari teknologi 70 nm ke 60 nm, akan memperkecil total ukuran chip hingga 25%. Bisa juga dengan memperbesar ukuran wafer dari 200 mm ke 300 mm sehingga dengan ukuran wafer yang lebih besar jumlah chip yang diproduksi dalam satu waktu akan lebih banyak.

Tetapi ingat, semua perusahaan memori di dunia akan melakukan trik yang sama. Alih-alih berusaha menekan cost yang semurah mungkin, pasar dibanjiri lebih banyak produk lagi. Harga memori tidak beranjak naik hingga pertengahan tahun 2008, yang mengakibatkan perusahaan menjadi kalang kabut. Hanya Samsung yang masih bisa bernafas di tengah kejamnya persaingan pasar.

Hynix misalnya mulai menutup pabrik yang masih memproses produk dengan wafer berdiameter 200 mm. Qimonda memutuskan untuk menghentikan riset dan pengembangan memori Flash yang banyak digunakan di kamera digital, MP3, dan handphone. Elpida yang berencana membuka pabrik baru terbesar di dunia di China menghentikan rencananya. Beberapa pabrik lain di Taiwan yang kosong melompong harus bekerja sama dengan foundry untuk berbagi loadingnya. Micron menjual beberapa divisinya yang kurang menguntungkan.

Situasi ini juga membuat panik karyawan. Saya misalnya harus mulai berburu pekerjaan baru hanya beberapa bulan setelah tiba di Jerman. Just in case something really bad happened (and it is now).

Situasi memburuk setelah akhir September krisis financial dunia mulai terlihat jelas. Industri financial yang bobrok mengakibatkan kegiatan ekonomi di seluruh dunia melambat.

Dalam dunia semikonduktor yang padat modal dan padat tenaga ahli dengan gaji mahal, keengganan bank untuk memberikan kredit berdampak sangat negatif. Berkurangnya sentimen konsumen menambah parah keadaan karena pendapatan perusahaan berkurang drastis.

Mungkin ini biasa dalam dunia semikonduktor yang sifatnya siklikal. Di saat ekonomi bagus, mereka menghasilkan uang sebanyak-banyaknya, dan di saat resesi mereka mengandalkan cash di tangan untuk membiayai riset dan pengembangan produk berikutnya di saat ekonomi bangkit kembali. Beberapa perusahaan memiliki strategi internal menghadapi masa-masa resesi yang terjadi sekitar setiap 3-5 tahun sekali.

Tetapi parahnya kondisi ekonomi sekarang dianggap oleh para analis lebih parah dari resesi tahun 2001. Tidak ada lagi perusahaan yang bisa diberi label “recession proof”. Bahkan Intel, perusahaan chip nomor 1 di dunia, harus menutup beberapa pabrik di Malaysia dan melakukan PHK massal beberapa ribu karyawan. Samsung, perusahaan chip nomor 2 di dunia, harus mengaku “kalah” dalam perang harga di pasar memori dan menelan kerugian yang signifikan. Beberapa perusahaan besar Jepang pun harus menelan kerugian hingga puluhan trilyun rupiah per tahun.

Looking forward, apakah di masa depan industri semikonduktor akan terus sustainable (berkesinambungan)? Secara realistis, tanpa adanya growth driver dalam bentuk produk inovatif baru, industri semikonduktor akan jauh lebih suram dari sebelumnya. Kebutuhan upgrade komputer tidak lagi secepat 10 tahun silam. Perkembangan software mungkin melambat karena internet. Orang tidak lagi perlu komputer dengan spesifikasi canggih untuk bisa lebih produktif menjalankan program-program canggih di komputernya seperti beberapa tahun lalu. Hanya orang-orang di kalangan tertentu yang masih mau membeli high end gadget. Di luar negeri, pembelian hand phone rata-rata harus menggunakan kontrak dengan penyedia layanan untuk terus berlangganan selama kurun waktu tertentu (1 atau 2 tahun), yang mungkin juga memperlambat penjualan handphone.

Semoga semua kekhawatiran saya salah. Semoga krisis cepat berlalu. Dan semoga siapa pun yang sedang berjuang, baik untuk mempertahankan pekerjaannya sekarang, atau pun berjuang untuk mencari pekerjaan baru karena terpaksa, diberi ketabahan dan kemudahan.

Jan
12

Resolusi, Resolusi, Resolusi

Posted by Yasri Yudhistira

Resolusi 2008? Bukan… Bukan… Yang saya maksud adalah resolusi pada sistem litografi.

Seperti saya ulas pada tulisan terdahulu bahwa resolusi sistem litografi merupakan penggerak utama perkembangan teknologi chip untuk tetap bisa mengikuti hukum Moore.

Ukuran di alam

Pertanyaannya bagaimana memperbaiki resolusi suatu sistem litografi?

Secara sederhana ada 3 variabel yang mempengaruhi resolusi, yaitu panjang gelombang cahaya yang digunakan, numerical aperture, dan yang terakhir yang lebih abstrak adalah faktor k1.

formula-resolusi.png

Pada dasarnya proses litografi mirip dengan teknik percetakan atau
sablon. Jika percetakan atau sablon menggunakan tinta dan master
cetakan, proses litografi pada semikonduktor menggunakan cahaya dan
mask (atau juga disebut reticle).

skematik dasar sistem litografi

Sumber cahaya mula-mula di-’searahkan’ melalui lensa kondenser. Tujuannya supaya cahaya yang dihasilkan memiliki tingkat koherensi tertentu. Pada saat cahaya melewati mask (reticle), akan terjadi difraksi. Difraksi terjadi karena cahaya melewati pola-pola design yang sangat kecil hingga kurang dari 1/2 panjang gelombang cahayanya.

Panjang gelombang

Difraksi akan membelokkan cahaya menjadi gelap dan terang. (Ingat pelajaran Fisika SMU tentang difraksi?) Sudut simpangannya akan berbanding lurus dengan panjang gelombang cahayanya.

Difraksi pada lubang kecil

Apabila panjang gelombang diperpendek, akan semakin banyak orde (gelap dan terang) yang dapat ditangkap oleh lensa proyeksi. Dan semakin banyak orde yang tertampung akan meningkatkan kualitas gambar yang dihasilkan.

Numerical Aperture

Pada dasarnya NA merupakan sinus sudut datang lensa proyeksi pada wafer. Singkatnya, ukuran untuk menentukan luas lensa (bukan secara fisik, tapi secara optik). Semakin besar NA, semakin banyak cahaya datang yang dapat ditampung oleh lensa.

Karena sifat difraksi yang menyebabkan cahaya terbagi menjadi beberapa orde, semakin tinggi NA semakin banyak orde cahaya yang dapat ditangkap, sehingga ketajaman gambar dan resolusi semakin baik.

k1

Faktor k1 yang mempengaruhi resolusi di antaranya :

  • fotoresis
  • tingkat koherensi cahaya sumber (koheren secara parsial lebih baik)
  • iluminasi di luar sumbu optik (off-axis illumination)
  • koreksi optik jarak dekat (optical proximity correction)
  • scattering bar
  • litografi selam (immersion lithography)
  • dan lain lain