Investasi Kemasan Chip AI Melonjak, Nvidia hingga AMD Berebut Kapasitas Produksi

Sumber: Reuters | Editor: Handoyo

KONTAN.CO.ID - TAIPEI. Lonjakan kebutuhan chip untuk kecerdasan buatan (AI) mendorong investasi besar-besaran pada teknologi pengemasan semikonduktor canggih atau advanced packaging.

Teknologi yang sebelumnya kurang mendapat perhatian ini kini menjadi salah satu faktor penting dalam meningkatkan kinerja prosesor sekaligus mengatasi hambatan produksi chip AI tercanggih di dunia.

Keterbatasan kapasitas pengemasan chip di tengah meningkatnya permintaan membuat sejumlah perusahaan semikonduktor, mulai dari Nvidia dan Advanced Micro Devices (AMD) hingga pemain industri di Taiwan, berlomba memperluas fasilitas produksi. Di sisi lain, produsen peralatan semikonduktor juga mulai mengembangkan teknologi baru untuk memenuhi kebutuhan tersebut.

Mantan CEO Intel Pat Gelsinger, yang kini menjadi mitra di Playground Global, mengatakan bahwa teknologi pengemasan chip sebelumnya bukan menjadi perhatian utama industri semikonduktor.

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

Namun, perannya kini semakin strategis. Gelsinger memperkirakan, teknologi advanced packaging pada akhirnya dapat menyumbang hingga separuh dari nilai sebuah produk chip. Pasalnya, sejumlah unit pemrosesan grafis (GPU) dan unit pemrosesan pusat (CPU) modern dapat mengintegrasikan 10 chip atau lebih, bahkan dalam beberapa kasus mencapai 20 chip.

Perusahaan riset Yole Group memperkirakan, pendapatan dari teknologi advanced packaging akan melampaui pendapatan dari metode pengemasan chip konvensional untuk pertama kalinya pada 2026. Belanja modal untuk teknologi tersebut diperkirakan mendekati US$ 28 miliar.

TSMC Kuasai Teknologi Pengemasan Chip Canggih

Produsen chip kontrak terbesar di dunia, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), masih mendominasi teknologi advanced packaging paling canggih, termasuk chip-on-wafer-on-substrate (CoWoS).

Teknologi CoWoS menghubungkan sejumlah komponen silikon yang terpisah, seperti prosesor dan chip memori, pada satu substrat atau landasan bersama. Dengan metode ini, berbagai komponen dapat bekerja secara terintegrasi dengan kecepatan tinggi.

Teknologi tersebut banyak digunakan oleh Nvidia, AMD, dan Broadcom, serta perusahaan penyedia layanan komputasi awan yang mengembangkan chip AI mereka sendiri.

Namun, keterbatasan kapasitas produksi TSMC mendorong sejumlah perusahaan perancang chip untuk mencari alternatif pasokan.

Salah satu langkah yang dilakukan Nvidia adalah menyediakan pendanaan hingga miliaran dollar AS untuk memperluas kapasitas pengemasan CoWoS di Siliconware Precision Industries (SPIL), anak usaha ASE Technology asal Taiwan.

Seorang eksekutif industri yang mengetahui persoalan tersebut mengatakan, pendanaan itu akan digunakan untuk mendukung pembangunan fasilitas pabrik baru dan pengadaan peralatan produksi. Sumber tersebut meminta identitasnya dirahasiakan karena tidak memiliki kewenangan untuk berbicara kepada media.

Besaran dukungan pendanaan Nvidia tersebut sebelumnya belum pernah dilaporkan.

Nvidia tidak memberikan tanggapan atas permintaan komentar. Sementara itu, ASE menyatakan tidak mengomentari rumor pasar yang melibatkan pelanggannya.

Perubahan Fundamental dalam Industri Manufaktur Chip

Persaingan investasi pada teknologi pengemasan canggih mencerminkan perubahan mendasar dalam industri manufaktur semikonduktor.

Semakin banyak perusahaan perancang chip menggunakan advanced packaging untuk mengintegrasikan berbagai komponen, seperti prosesor dan memori, ke dalam satu kemasan terpadu.

Pendekatan ini memungkinkan seluruh komponen bekerja lebih cepat sebagai satu sistem. Kondisi tersebut berbeda dengan praktik selama beberapa dekade sebelumnya, ketika pengemasan chip lebih banyak berfungsi untuk melindungi komponen dan menyediakan sambungan listrik agar chip dapat dipasang pada papan sirkuit.

Perubahan ini terjadi karena peningkatan performa chip melalui pengecilan ukuran dan penambahan jumlah transistor, yakni sakelar berukuran sangat kecil di dalam chip, semakin sulit dan membutuhkan biaya lebih besar.

Teknologi pengemasan generasi baru menjadi sangat penting bagi chip AI. Pasalnya, prosesor AI membutuhkan pertukaran data dalam jumlah besar antara prosesor dan memori yang berada di dekatnya.

Kecepatan transfer data yang lebih tinggi dapat mempercepat proses pelatihan maupun pengoperasian model AI.

Produsen Chip Cari Alternatif di Luar TSMC

Ketatnya kapasitas produksi TSMC membuka peluang bagi pemasok semikonduktor lain, termasuk Powertech Technology (PTI) asal Taiwan.

Ketua Powertech D.K. Tsai mengatakan, banyak perusahaan kini mencari alternatif teknologi pengemasan chip di luar TSMC agar tidak terlalu bergantung pada satu pemasok.

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

Powertech mengandalkan teknologi panel-level packaging, yang menggunakan panel persegi panjang berukuran lebih besar sebagai platform pengemasan chip, menggantikan wafer berbentuk lingkaran yang selama ini umum digunakan.

Metode tersebut memungkinkan lebih banyak chip diproses dalam satu siklus produksi sekaligus mengurangi pemborosan material. Keunggulan ini semakin relevan seiring dengan ukuran prosesor AI yang terus membesar dan semakin kompleks.

Powertech tengah bekerja sama dengan AMD dan Broadcom untuk mengembangkan teknologi tersebut. Industri semikonduktor saat ini berupaya membuktikan kelayakannya untuk memproduksi kemasan chip berukuran lebih besar dan kompleks, khususnya untuk kebutuhan AI serta komputasi berkinerja tinggi.

Wakil Presiden Senior Powertech Jim Lin mengatakan, kapasitas produksi menjadi kebutuhan paling mendesak bagi industri saat ini. Menurut dia, sejumlah pelanggan sedang menunggu perusahaan meningkatkan kapasitas produksinya.

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

Powertech berencana menginvestasikan US$ 400 juta dalam usaha patungan dengan Broadcom di Singapura untuk mengembangkan teknologi pengemasan canggih. Produksi dari fasilitas tersebut berpotensi dimulai pada 2028, menurut Tsai.

Sementara itu, TSMC juga mengembangkan teknologi berbasis panel untuk mengakomodasi kemasan chip yang lebih besar dan kompleks. Teknologi tersebut dinamakan chip-on-panel-on-substrate (CoPoS).

Pada April lalu, TSMC menyatakan telah membangun lini produksi percontohan dan memperkirakan produksi dapat dimulai dalam beberapa tahun mendatang. Meski demikian, CoWoS masih menjadi teknologi utama TSMC untuk pengemasan chip AI.

AMD juga telah mengumumkan rencana investasi lebih dari US$ 10 miliar di industri semikonduktor Taiwan. Investasi tersebut mencakup kemitraan dengan ASE, SPIL, dan Powertech untuk mengembangkan teknologi advanced packaging.

Ketika ditanya apakah teknologi panel-level packaging milik Powertech dapat menjadi alternatif teknologi TSMC, CEO AMD Lisa Su tidak menjawab pertanyaan tersebut secara langsung. Namun, dia mengakui bahwa industri membutuhkan tambahan kapasitas pengemasan chip canggih.

“Saya pikir CoWoS dan pengemasan canggih sangat penting bagi komputasi berkinerja tinggi kami ke depan,” ujar Su kepada Reuters di Taipei pada Oktober lalu.

“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.

Kepala perangkat keras Microsoft Azure Rani Borkar juga menilai teknologi panel-level packaging dapat mengurangi pemborosan material dalam proses pengemasan chip AI berukuran besar. Meski demikian, Microsoft belum memutuskan apakah akan mengadopsi teknologi tersebut maupun kapan penerapannya dilakukan.

Produsen Peralatan Semikonduktor Ikut Berebut Peluang

Lonjakan investasi pada teknologi pengemasan chip canggih turut membuka pasar baru bagi produsen peralatan semikonduktor.

Selama ini, perusahaan pembuat peralatan semikonduktor lebih banyak berfokus pada tahapan awal manufaktur chip, yakni proses pembentukan sirkuit pada silikon. Sementara itu, advanced packaging merupakan tahapan lanjutan ketika chip, memori, dan komponen lainnya digabungkan menjadi satu unit berperforma tinggi.

Presiden Tokyo Electron Taiwan Seiji Nakama mengatakan, pertumbuhan pasar peralatan untuk teknologi pengemasan canggih jauh lebih cepat dibandingkan pasar peralatan manufaktur chip secara keseluruhan, meskipun ukurannya masih relatif lebih kecil.

Seorang pejabat produsen peralatan semikonduktor asal Amerika Serikat, Applied Materials, memperkirakan pasar advanced packaging, termasuk teknologi berbasis panel, berpotensi tumbuh signifikan dalam tiga hingga lima tahun mendatang.

Wakil Presiden Applied Materials Sree Kesapragada mengatakan, perkembangan teknologi tersebut akan terjadi dalam waktu dekat, bukan menunggu hingga satu dekade atau lebih.

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