Dr.-Ing. Suhendra (Pernah bekerja di Industri Silikon Jerman)
Industri semikonduktor global saat ini didominasi oleh perusahaan-perusahaan Amerika Serikat, yang menguasai 71,5% dari total kapitalisasi pasar.
Dominasi ini bukan hanya berasal dari kapasitas manufaktur, tetapi lebih kepada keunggulan dalam desain chip, kekayaan intelektual (IP), dan pengembangan perangkat lunak yang menjadi komponen krusial dalam industri ini.
Meskipun sebagian besar produksi chip canggih dilakukan di luar negeri, perusahaan Amerika seperti Nvidia dan Broadcom tetap memimpin sebagai perusahaan semikonduktor paling bernilai di dunia
Sementara itu, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) dari Taiwan menjadi pemain utama dalam produksi chip, memperlihatkan bagaimana rantai pasok global saling bergantung dalam sektor ini.
Selain Amerika Serikat, beberapa negara lain juga memiliki peran penting dalam industri semikonduktor. ASML dari Belanda, misalnya, memiliki kapitalisasi pasar sebesar $274,789 miliar dan menjadi pemimpin dalam pengembangan mesin litografi ekstrem ultraviolet (EUV) yang sangat penting dalam pembuatan chip. Korea Selatan turut berkontribusi melalui Samsung dan SK Hynix, dengan kapitalisasi pasar masing-masing sebesar $240,363 miliar dan $81,368 miliar.
Di sisi lain, China juga mulai memperkuat posisinya dengan Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC), meskipun kapitalisasi pasarnya masih lebih kecil dibandingkan pesaingnya, yaitu sekitar $50,912 miliar.
Lanskap industri semikonduktor ini menunjukkan bagaimana persaingan global semakin ketat, dengan berbagai negara berupaya memperkuat kemandirian teknologi mereka.
Berdasarkan artikel "The Value of the Global Semiconductor Industry, in One Giant Chart" yang diterbitkan oleh Visual Capitalist pada 6 Januari 2025, total kapitalisasi pasar industri semikonduktor global mencapai $4,5 triliun per 30 Desember 2024.
Jadi, total kapitalisasi pasar industri semikonduktor global pada 30 Desember 2024 diperkirakan sekitar Rp72.729 triliun. Bila dibandingkan dengan dibandingkan pemasukan APBN sesuai Undang-Undang Nomor 20 Tahun 2024 sekitar tiga ribuan triliun rupiah, maka uang yang beredar di industri ini sekitar tiga puluh kali APBN RI.
Kita Ingin Dapat Apa?
Dengan bahan baku yang melimpah, tentu wajar kita bertanya. Bahkan bisa pula berandai: Dengan uang yang bisa mencapai tiga puluh kali APBN kita, apa pun bisa kita kerjakan hari ini.
Industri semikonduktor merupakan salah satu sektor paling kompleks dan strategis dalam ekonomi global. Rantai nilai (value chain) industri ini mencakup beberapa tahapan utama, mulai dari hulu hingga hilir, dengan berbagai negara yang memainkan peran kunci dalam proses produksi.
Dengan memahami rantai nilai berikut, semoga banyak stake holders tanah air berkolaborasi memperkuat hilirisasi industri semikonduktor tanah air. Gambar di atas menjelaskan ilustrasi rantai nilai industri semikonduktor.Â
Berikut adalah resume dari rantai nilai tersebut.
Pertama: Hulu (Upstream) -- Bahan Baku, Mesin, dan Penelitian Dasar
Tahap hulu dalam industri semikonduktor melibatkan penyediaan bahan baku utama seperti silikon, bahan kimia khusus, serta mesin produksi yang digunakan dalam proses manufaktur. Selain itu, penelitian dasar juga menjadi bagian penting dalam inovasi dan pengembangan teknologi material elektronik (seperti chip) dan material energi (seperti sel surya).
Industri upstream semikonduktor mencakup berbagai teknologi yang mendukung produksi chip, mulai dari bahan baku hingga peralatan fabrikasi. Bahan terbanyak yang digunakan untuk memproses bahan elektronik adalah pasir silika kristlain kemurnian tinggi. Pasir silika ini kemudian diolah menjadi silika dengan grade metalurgi, lalu diolah secara kimia-fisika hingga menjadi silikon wafer.
Bahan silikon wafer digunakan sebagai komponen utama, sementara bahan kimia dan gas proses seperti nitrogen, argon, dan fluorine digunakan dalam etching, lithography, dan deposition. Logam konduktor seperti tembaga, aluminium, dan emas berperan dalam interkoneksi sirkuit.
Dalam proses manufaktur, mesin litografi berteknologi DUV dan EUV digunakan untuk mencetak pola sirkuit, sedangkan etching dan deposition membentuk struktur transistor dan menambahkan lapisan material. Ion implantation dan diffusion digunakan untuk memodifikasi sifat listrik material semikonduktor.
Salah satu contoh kawasan industri pengolah bahan baku pasir silika menjadi wafer untuk material elektronik atau sel surya adalah di Bitterfeld, Jerman. Hingga beberapa tahun lalu, klta ini dikenal sebagai Silicon Valley -- nya Jerman. Salah satu video penjelasannya bisa diikuti di link berikut: https://www.youtube.com/watch?v=ICoo2P9ht_8&t=8s
Kedua: Desain Chip (Chip Design)
Rantai berikutnya adalah desain material, misal desain chip. Desain chip merupakan tahap awal dalam proses produksi semikonduktor, di mana perusahaan merancang cetak biru mikroprosesor yang akan digunakan dalam berbagai perangkat elektronik.
Desain chip merupakan tahap awal dalam proses produksi semikonduktor, di mana perusahaan merancang cetak biru mikroprosesor yang akan digunakan dalam berbagai perangkat elektronik. Proses ini mencakup arsitektur sirkuit, layout transistor, dan optimasi daya serta performa, yang dilakukan menggunakan software EDA (Electronic Design Automation).
Setelah desain selesai, simulasi dilakukan untuk memastikan keandalan dan efisiensinya sebelum masuk ke tahap fabrikasi. Selain itu, elektronik material memainkan peran penting dalam kinerja chip, termasuk silikon sebagai substrat utama, logam penghantar listrik seperti tembaga dan aluminium untuk interkoneksi, serta bahan dielektrik untuk isolasi antar komponen.
Material semikonduktor baru seperti GaN (Gallium Nitride) dan SiC (Silicon Carbide) juga dikembangkan untuk meningkatkan efisiensi daya dan performa chip dalam aplikasi canggih seperti kendaraan listrik dan komunikasi 5G.
Ketiga: Pabrik Wafer (Wafer Foundry) -- Manufaktur Tahap Awal (Front-end Manufacturing)
Setelah desain selesai, tahap berikutnya adalah produksi wafer silikon, yang dilakukan di pabrik wafer atau foundry. Proses ini melibatkan pencetakan desain mikroprosesor ke dalam wafer silikon menggunakan teknologi litografi canggih.
Pabrik wafer (Wafer Foundry) merupakan fasilitas manufaktur semikonduktor yang menjalankan manufaktur tahap awal (front-end manufacturing), yaitu proses fabrikasi chip pada wafer silikon sebelum masuk ke tahap perakitan dan pengujian. Dalam tahap ini, wafer melewati berbagai proses seperti oxidation, photolithography, etching, deposition, doping, dan CMP (Chemical Mechanical Planarization) untuk membentuk sirkuit mikro yang kompleks. Photolithography digunakan untuk mencetak pola sirkuit, etching membentuk struktur transistor, doping menanamkan ion untuk mengontrol sifat listrik, dan deposition menambahkan lapisan material yang diperlukan. Pabrik wafer harus beroperasi di lingkungan cleanroom (ruang bersih) dengan kontrol partikel ekstrem, karena bahkan debu mikroskopis dapat menyebabkan cacat pada chip. Setelah tahap front-end selesai, wafer dikirim ke fasilitas back-end manufacturing untuk proses pemotongan, packaging, dan pengujian sebelum digunakan dalam perangkat elektronik.
Saat ini, beberapa perusahaan foundry terbesar di dunia antara lain Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) dan Samsung Semiconductor, mendominasi industri ini dengan teknologi manufaktur canggih yang mendukung produksi chip berperforma tinggi.
Keempat: Perakitan, Pengujian, dan Pengemasan (Assembly, Test, and Packaging) -- Manufaktur Tahap Akhir (Back-end Manufacturing)
Setelah wafer silikon diproses, langkah berikutnya adalah perakitan, pengujian, dan pengemasan chip agar siap digunakan dalam perangkat elektronik. Proses ini bertujuan untuk memastikan bahwa chip berfungsi dengan baik dan memenuhi standar kualitas tinggi.
Pada tahap perakitan, pengujian, dan pengemasan (Assembly, Test, and Packaging), yang dikenal sebagai manufaktur tahap akhir (Back-end Manufacturing), wafer yang telah selesai diproses di pabrik wafer dipotong menjadi chip individu (die) menggunakan dicing process. Setiap chip kemudian melalui die attach, di mana chip dipasang pada substrat atau leadframe, dan wire bonding atau flip-chip bonding untuk menghubungkan chip dengan interkoneksi listrik. Setelah itu, chip melewati pengujian fungsional dan kualitas guna memastikan performa, konsumsi daya, serta keandalan sebelum dikirim ke pelanggan. Pengemasan dilakukan dengan berbagai teknologi seperti plastic encapsulation, ceramic packaging, dan wafer-level packaging untuk melindungi chip dari kelembaban, panas, dan gangguan fisik lainnya. Tahap ini sangat penting karena menentukan daya tahan dan performa produk akhir, yang kemudian akan digunakan dalam berbagai aplikasi elektronik seperti komputer, smartphone, dan perangkat IoT.
Perusahaan seperti ASE Group dan Amkor Technology adalah pemain utama dalam tahap ini, menangani perakitan dan pengemasan chip dalam skala besar.
Kelima: Hilir (Downstream) -- Perakitan Papan Sirkuit dan Produk Akhir
Tahap terakhir dalam rantai nilai industri semikonduktor adalah perakitan papan sirkuit tercetak (printed circuit board atau PCB) dan integrasi chip ke dalam produk akhir, seperti smartphone, komputer, perangkat IoT, dan sistem otomotif.
Tahap hilir (Downstream) dalam industri semikonduktor mencakup perakitan papan sirkuit (PCB Assembly) dan produksi produk akhir, di mana chip yang telah dikemas dipasang pada papan sirkuit cetak (Printed Circuit Board/PCB) untuk membentuk modul elektronik yang berfungsi. Proses ini melibatkan surface-mount technology (SMT) untuk menyolder komponen secara otomatis, serta thru-hole assembly untuk koneksi yang lebih kuat pada perangkat tertentu. Setelah perakitan, dilakukan pengujian fungsional, validasi, dan kalibrasi guna memastikan performa sesuai spesifikasi. Modul sirkuit ini kemudian digunakan dalam berbagai produk elektronik seperti smartphone, komputer, kendaraan listrik, perangkat IoT, hingga peralatan industri dan medis. Dalam tahap ini, perusahaan elektronik melakukan integrasi sistem, desain casing, dan pengujian akhir, sebelum produk dikirim ke pasar global untuk memenuhi kebutuhan konsumen dan industri.
Proses ini dilakukan oleh berbagai perusahaan elektronik global, termasuk Apple, Samsung, dan Huawei, yang memanfaatkan chip semikonduktor dalam produk mereka.
Agar Tidak Jadi Penonton
Rantai nilai industri semikonduktor sangat kompleks dan melibatkan banyak negara dengan spesialisasi berbeda di setiap tahapnya. Jepang, Korea, dan Amerika Serikat mendominasi desain chip, sementara China, Taiwan, dan Asia Tenggara memainkan peran penting dalam manufaktur dan perakitan. Pemahaman mendalam tentang value chain ini sangat penting bagi pemerintah dan perusahaan dalam mengembangkan strategi industri dan memastikan ketahanan pasokan semikonduktor di masa depan.
Untuk membangun industri semikonduktor nasional, pemerintah harus menjalankan strategi paralel dengan memperkuat upstream dan downstream secara bersamaan.
Di hulu, investasi dalam riset material elektronik, manufaktur wafer, dan penguasaan teknologi litografi harus diprioritaskan agar kita tidak terus bergantung pada negara lain.
Di hilir, perakitan chip, produksi PCB, dan integrasi teknologi dalam produk elektronik harus dikembangkan untuk menciptakan rantai pasok yang lengkap.
Pemerintah perlu membuka beasiswa besar-besaran bagi talenta muda di bidang mikroelektronika, fisika material, teknik fisika, teknik kimia, teknik elektro dan vokasi terapan semikonduktor, serta membangun balai-balai latihan tenaga terampil guna mencetak insinyur yang siap terjun ke industri.
Dunia perlu diyakinkan bahwa SDM Indonesia adalah aset unggul dengan daya saing global. Dengan tenaga kerja yang kompetitif, teknologi yang berkembang, serta regulasi yang mendukung, investor akan datang bukan sekadar sebagai pemodal, tetapi sebagai mitra strategis dalam membangun kemandirian industri semikonduktor Indonesia.
Saatnya kita tidak hanya menjadi konsumen, tetapi juga produsen masa depan teknologi dunia.
Baca konten-konten menarik Kompasiana langsung dari smartphone kamu. Follow channel WhatsApp Kompasiana sekarang di sini: https://whatsapp.com/channel/0029VaYjYaL4Spk7WflFYJ2H
