- Peneliti China mengembangkan proses awal transistor GAA sub-3nm.
- Teknologi ini masih dalam tahap awal dan belum mampu mendukung produksi komersial.
- Arsitektur GAA meningkatkan pengendalian arus dan menggantikan desain FinFET.
- Pembatasan ekspor mendorong China mengeksplorasi potensi peralatan DUV lawas.
Peneliti China mengembangkan proses awal untuk membangun transistor gate-all-around (GAA) dalam skala sub-3nm menggunakan litografi deep ultraviolet (DUV), yang berpotensi membuka jalur lain menuju manufaktur chip canggih bagi China di tengah ketiadaan mesin extreme ultraviolet (EUV) paling mutakhir. Menurut laporan Digitimes, pekerjaan ini berdasarkan komentar dari peneliti senior semikonduktor China, Ye Tianchun. Di tengah pembatasan ekspor dari Amerika Serikat dan Belanda yang terus membatasi akses China terhadap sistem litografi tercanggih ASML, Chinese Academy of Sciences (CAS) menyatakan bahwa peneliti mereka telah menyelesaikan pekerjaan awal dalam mengintegrasikan transistor GAA CMOS dengan channel nanosheet bertumpuk menggunakan perkakas DUV.
Namun, teknologi ini masih berada pada tahap pengembangan awal dan belum terbukti mampu mendukung produksi skala komersial.
Keunggulan dan Tantangan Teknologi GAA
Arsitektur GAA membantu mengatasi keterbatasan litografi. Penelitian ini berfokus pada transistor GAA, sebuah arsitektur yang menggantikan desain FinFET seiring para manufaktur semikonduktor bergerak menuju node proses yang lebih kecil. Berbeda dengan FinFET, yang gerbangnya mengelilingi channel transistor pada tiga sisi, desain GAA membungkus gerbang di sekeliling channel sehingga memberikan pengendalian lebih besar terhadap aliran arus. Dilaporkan oleh South China Morning Post, tim CAS telah mengintegrasikan transistor GAA CMOS dengan channel nanosheet bertumpuk menggunakan litografi DUV.
Peneliti senior dari Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Sciences, Ye Tianchun, menggambarkan pekerjaan ini sebagai jalur proses awal untuk mengembangkan perangkat sub-3nm. Meskipun demikian, hal ini tidak berarti China telah menunjukkan chip sub-3nm yang dapat diproduksi. Peneliti tersebut menekankan bahwa pekerjaan ini masih berada pada tahap awal dan masih memerlukan validasi lebih lanjut pada tingkat wafer untuk menentukan apakah proses tersebut pada akhirnya dapat dialihkan ke lini produksi.
Konteks Perkembangan Semikonduktor China
Meskipun begitu, pendekatan ini signifikan karena teknologi GAA telah diadopsi oleh manufaktur semikonduktor terdepan. Samsung telah memulai produksi massal chip 3nm menggunakan teknologi GAA, sementara TSMC berencana mengadopsi arsitektur ini untuk proses 2nm-nya pada 2025. Penelitian ini berlatar belakang akses China yang terbatas terhadap litografi extreme ultraviolet (EUV), teknologi yang digunakan oleh manufaktur chip terdepan untuk memproduksi node semikonduktor paling mutakhir. Mesin EUV ASML menggunakan cahaya 13,5nm untuk mempattern fitur-fitur sangat kecil pada wafer silikon.
Sistem-sistem tersebut merupakan mesin industri paling kompleks yang pernah ada dan krusial bagi produksi chip mutakhir modern. Pembatasan ekspor mencegah ASML menjual sistem EUV kepada pelanggan di China, sehingga peneliti semikonduktor China semakin gencar mengeksplorasi cara mengekstraksi lebih banyak performa dari peralatan DUV lawas, termasuk melalui struktur transistor, teknik proses, dan material baru.
Chinese Academy of Sciences tengah meneliti beberapa bagian dari teka-teki ini. Pada 2025, peneliti dari institut tersebut mengembangkan laser DUV solid-state yang mampu menghasilkan cahaya koheren pada panjang gelombang 193nm, yaitu panjang gelombang yang digunakan oleh sistem litografi DUV canggih. Selain itu, peneliti juga menyelidiki apakah arsitektur peralatan dan teknik proses yang berbeda dapat mengkompensasi keterbatasan litografi. Meski demikian, industri semikonduktor China masih mengejar beberapa solusi secara paralel. Huawei memperkenalkan所谓的 Tau Scaling Law pada 2026, sebuah metode desain chip berbasis "penskalaan waktu" yang menurut perusahaan berpotensi mencapai kepadatan transistor yang setara dengan proses 1,4nm pada 2031.
Tantangan ke Depan bagi Teknologi Semikonduktor China
China menghadapi tantangan berupa pembatasan ekspor di bidang semikonduktor, khususnya dalam mengakses teknologi litografi extreme ultraviolet (EUV) canggih. Hal ini mengharuskan para peneliti mencari solusi alternatif, seperti penggunaan teknologi deep ultraviolet (DUV) untuk mengembangkan transistor GAA jenis baru. Meskipun teknologi yang ada saat ini masih dalam tahap awal, potensi signifikansi aplikasinya besar, terutama di tengah semakin ketatnya persaingan semikonduktor global. Dengan para produsen领先 lainnya seperti Samsung dan TSMC yang sudah menggunakan teknologi GAA, kemajuan riset China berpotensi memengaruhi peta pasar di masa depan.