Industri Chip AI Pacu Investasi Pengemasan Semikonduktor Canggih

Keterbatasan fasilitas pengemasan semikonduktor kini menjadi tantangan penting bagi industri chip kecerdasan buatan (AI). Meningkatnya kebutuhan prosesor berperforma tinggi mendorong perusahaan teknologi menggelontorkan investasi besar untuk mengembangkan advanced packaging, sebagaimana dilansir dari Internasional.

Teknologi tersebut tidak lagi sekadar menjadi tahap akhir untuk melindungi komponen elektronik. Advanced packaging kini berperan langsung dalam meningkatkan kecepatan komunikasi antarkomponen sekaligus mendukung pembuatan prosesor AI yang semakin kompleks.

Sejumlah perusahaan, termasuk Nvidia dan Advanced Micro Devices (AMD), mulai memperluas akses terhadap fasilitas pengemasan. Sementara itu, produsen peralatan semikonduktor turut mengembangkan teknologi baru untuk memenuhi kebutuhan manufaktur generasi berikutnya.

Perubahan kebutuhan industri terlihat dari perkembangan nilai pasar teknologi pengemasan canggih. Yole Group memperkirakan pendapatan advanced packaging akan melampaui metode pengemasan konvensional untuk pertama kalinya pada 2026.

Belanja modal untuk teknologi tersebut diproyeksikan mendekati US$ 28 miliar. Angka ini mencerminkan meningkatnya kebutuhan fasilitas dan peralatan yang mampu menangani integrasi komponen semikonduktor dalam satu kemasan.

Mantan CEO Intel Pat Gelsinger, yang sekarang menjadi mitra di Playground Global, menilai posisi pengemasan dalam industri semikonduktor telah mengalami perubahan besar dibandingkan masa sebelumnya.

“Pengemasan selalu menjadi sesuatu yang tidak perlu terlalu Anda khawatirkan,” ujar Gelsinger kepada wartawan di Taipei.

Menurut Gelsinger, kontribusi advanced packaging berpotensi mencapai separuh nilai sebuah produk chip. Perkembangan ini berkaitan dengan kemampuan prosesor modern menggabungkan banyak komponen dalam satu sistem.

Sejumlah unit pemrosesan grafis (GPU) dan unit pemrosesan pusat (CPU) generasi modern bahkan dapat mengintegrasikan 10 chip atau lebih. Dalam beberapa penerapan, jumlah komponennya mencapai 20 chip.

TSMC masih mendominasi teknologi CoWoS

Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) masih menjadi pemain utama dalam pengemasan semikonduktor tingkat lanjut. Salah satu teknologi andalannya adalah chip-on-wafer-on-substrate (CoWoS).

Metode CoWoS memungkinkan sejumlah komponen silikon, termasuk prosesor dan memori, dipasang pada satu landasan bersama. Integrasi tersebut membuat berbagai bagian chip dapat berkomunikasi dengan kecepatan tinggi.

Teknologi ini dimanfaatkan Nvidia, AMD, Broadcom, serta perusahaan komputasi awan yang merancang prosesor AI sendiri. Namun, keterbatasan kapasitas TSMC membuat sejumlah pelanggan mulai mencari sumber produksi tambahan.

Nvidia dilaporkan menyiapkan pendanaan hingga miliaran dollar AS untuk mendukung peningkatan kapasitas CoWoS di Siliconware Precision Industries (SPIL), anak usaha ASE Technology asal Taiwan.

Menurut seorang eksekutif industri yang mengetahui persoalan tersebut, dana itu akan digunakan untuk membangun fasilitas baru dan membeli peralatan manufaktur. Identitas sumber tidak diungkapkan karena tidak memiliki kewenangan berbicara kepada media.

Besaran dukungan finansial Nvidia tersebut sebelumnya belum pernah dilaporkan. Nvidia tidak memberikan tanggapan atas permintaan komentar, sedangkan ASE menyatakan tidak mengomentari rumor pasar yang melibatkan pelanggannya.

Produsen chip mengembangkan alternatif selain TSMC

Ketergantungan pada kapasitas TSMC membuka kesempatan bagi perusahaan semikonduktor lain. Salah satunya Powertech Technology (PTI) dari Taiwan yang mengembangkan pendekatan pengemasan menggunakan panel berukuran besar.

Ketua Powertech D.K. Tsai mengungkapkan bahwa perusahaan perancang chip mulai mempertimbangkan pemasok alternatif untuk mengurangi ketergantungan terhadap satu produsen.

“Semua orang sedang mencari solusi di luar TSMC. Mereka tidak ingin sepenuhnya bergantung pada TSMC,” ujar Tsai kepada wartawan pada Agustus lalu.

Powertech mengembangkan panel-level packaging, yaitu metode yang memanfaatkan panel persegi panjang sebagai media pemrosesan. Pendekatan ini berbeda dari teknik konvensional yang menggunakan wafer berbentuk lingkaran.

Penggunaan panel memungkinkan lebih banyak komponen diproses dalam satu siklus produksi. Selain meningkatkan pemanfaatan kapasitas, metode tersebut juga berpotensi menekan material yang terbuang ketika memproduksi kemasan chip berukuran besar.

Powertech menjalin kerja sama dengan AMD dan Broadcom untuk mengembangkan teknologi tersebut. Pengujian kelayakan produksi menjadi bagian penting karena kebutuhan chip AI dan komputasi berkinerja tinggi semakin menuntut kemasan yang lebih besar serta rumit.

Wakil Presiden Senior Powertech Jim Lin menempatkan peningkatan kapasitas sebagai kebutuhan paling mendesak. Sejumlah pelanggan, menurut dia, masih menunggu kemampuan produksi perusahaan ditingkatkan.

“Hal terpenting saat ini adalah kapasitas,” kata Lin.

Powertech juga merencanakan investasi US$ 400 juta melalui usaha patungan bersama Broadcom di Singapura. Fasilitas yang dikembangkan untuk teknologi pengemasan canggih tersebut berpotensi memulai produksi pada 2028, menurut Tsai.

TSMC dan AMD memperluas pengembangan teknologi

TSMC turut mempersiapkan teknologi pengemasan berbasis panel bernama chip-on-panel-on-substrate (CoPoS). Pengembangan ini ditujukan untuk menangani komponen chip yang memiliki dimensi lebih besar dan tingkat kompleksitas lebih tinggi.

Pada April lalu, TSMC mengumumkan bahwa lini produksi percontohan untuk teknologi tersebut telah dibangun. Perusahaan memperkirakan kegiatan produksi bisa dimulai dalam beberapa tahun mendatang, sementara CoWoS tetap menjadi teknologi utama untuk pengemasan chip AI.

AMD juga mengumumkan rencana investasi lebih dari US$ 10 miliar dalam industri semikonduktor Taiwan. Rencana tersebut melibatkan kerja sama dengan ASE, SPIL, dan Powertech dalam pengembangan advanced packaging.

CEO AMD Lisa Su mengakui kebutuhan terhadap tambahan kapasitas pengemasan untuk mendukung pengembangan komputasi berkinerja tinggi. Pernyataannya disampaikan kepada Reuters di Taipei pada Oktober lalu.

“Saya pikir CoWoS dan pengemasan canggih sangat penting bagi komputasi berkinerja tinggi kami ke depan,” ujar Su.

Dia juga menegaskan bahwa hubungan dengan TSMC tetap menjadi bagian penting dari strategi perusahaan, meskipun kebutuhan kapasitas produksi terus meningkat.

“TSMC telah menjadi mitra yang luar biasa dalam pengemasan canggih, dan kami akan terus meningkatkan kerja sama. Dan ya, secara keseluruhan kami memang membutuhkan kapasitas yang lebih besar,” tambahnya.

Dari sisi perusahaan penyedia layanan komputasi awan, Microsoft Azure juga memperhatikan perkembangan teknologi berbasis panel. Kepala perangkat keras Microsoft Azure Rani Borkar menilai pendekatan tersebut berpotensi mengurangi pemborosan material dalam pengemasan chip AI berukuran besar.

Meski demikian, Microsoft belum menentukan keputusan mengenai penggunaan teknologi panel-level packaging maupun waktu penerapannya.

Produsen peralatan semikonduktor ikut memperluas pasar

Perkembangan advanced packaging turut mengubah peluang bisnis perusahaan pembuat peralatan semikonduktor. Selama ini, industri peralatan lebih banyak berkonsentrasi pada tahap awal manufaktur, khususnya pembentukan sirkuit pada material silikon.

Berbeda dari tahapan tersebut, pengemasan canggih dilakukan setelah komponen utama diproduksi. Prosesnya mencakup penggabungan chip, memori, dan bagian pendukung lainnya agar dapat beroperasi sebagai satu kesatuan.

Presiden Tokyo Electron Taiwan Seiji Nakama mengatakan pertumbuhan pasar peralatan untuk advanced packaging berlangsung jauh lebih cepat dibandingkan pasar peralatan manufaktur chip secara keseluruhan. Walaupun demikian, ukuran pasarnya masih relatif lebih kecil.

Prospek pertumbuhan juga terlihat dari penilaian Applied Materials, perusahaan peralatan semikonduktor asal Amerika Serikat. Seorang pejabat perusahaan tersebut memperkirakan pasar pengemasan canggih, termasuk teknologi berbasis panel, berpotensi berkembang pesat dalam tiga hingga lima tahun mendatang.

Wakil Presiden Applied Materials Sree Kesapragada menilai perkembangan teknologi tersebut tidak membutuhkan waktu hingga satu dekade untuk mulai terlihat dampaknya.

“Ini akan terjadi dalam waktu dekat. Ini bukan sesuatu yang baru akan terjadi dalam 10 atau 15 tahun mendatang,” ujar Kesapragada.

Persaingan investasi antara TSMC, Nvidia, AMD, Powertech, Broadcom, dan produsen peralatan memperlihatkan semakin strategisnya teknologi pengemasan dalam rantai produksi semikonduktor. Kapasitas advanced packaging kini menjadi salah satu faktor penting dalam memenuhi kebutuhan chip AI dan komputasi berkinerja tinggi.