[비즈한국] Topik terpanas dalam sektor substrat semikonduktor di era kecerdasan buatan (AI) adalah 'kaca'. Substrat kaca dinilai sangat cocok untuk semikonduktor AI karena memiliki daya tahan dan efisiensi daya yang lebih tinggi dibandingkan material organik seperti plastik yang digunakan dalam proses semikonduktor konvensional. Karena karakteristik kaca yang rentan terhadap guncangan dan tekanan eksternal sehingga sulit untuk mencapai tingkat hasil produksi (yield) yang stabil, material ini sempat diklasifikasikan sebagai 'spesifikasi berlebih' (over-spec). Namun, seiring dengan kebangkitan AI, kaca kini menjadi sorotan sebagai material yang dapat mengubah peta persaingan industri. Dengan Samsung yang mulai terjun secara serius ke bisnis substrat kaca, harga saham perusahaan terkait pun ikut bergejolak. Bisakah substrat kaca yang bahkan belum dikomersialkan ini menjadi pengubah permainan (game changer)?
Industri Berbondong-bondong Terjun: 'Akankah Silikon Pergi dan Kaca Datang?'
Substrat kaca yang muncul bersamaan dengan demam AI sering disebut sebagai 'substrat impian'. Saat membuat lubang untuk menghubungkan beberapa semikonduktor, penggunaan kaca yang halus dibandingkan material seperti plastik atau silikon dapat meningkatkan kecepatan pemrosesan data secara dramatis meskipun menggunakan daya yang sama. Hal ini dikarenakan fenomena pelemahan sinyal listrik dan panas yang dihasilkan lebih minim. Karena kekuatannya yang lebih tinggi dibandingkan substrat organik konvensional, material ini tidak mudah melengkung pada suhu tinggi dan lebih menguntungkan untuk pembuatan substrat yang luas. Absolics, anak perusahaan SKC011790, memproyeksikan efisiensi daya akan meningkat hingga 50% dibandingkan substrat berbahan organik yang ada saat ini.
Tahun ini diprediksi menjadi tahun pertama pengujian reliabilitas teknologi substrat kaca. Industri juga tengah membenahi bisnis mereka dan bersiap untuk produksi massal. Menurut informasi dari industri, Samsung Electronics005930 tengah menjajaki kerja sama dengan anak perusahaan grup untuk menerapkan substrat kaca dalam proses produksi massal semikonduktor mereka. Proyek ini dikabarkan akan dipimpin oleh divisi Foundry (kontrak produksi) dari departemen DS (Device Solutions) Samsung Electronics.
Menyusul Samsung Electro-Mechanics009150 yang sedang membangun lini pilot (produksi uji coba) di lokasi bisnis Sejong, Samsung Electronics tampaknya akan berfokus pada daya saing layanan pengemasan canggih yang mencakup hingga High Bandwidth Memory (HBM). Samsung Electro-Mechanics berencana memulai produksi massal setelah tahun 2027 melalui promosi sampel kepada pelanggan tahun ini. Im So-jung, peneliti di Eugene Investment & Securities, menjelaskan, "Sebagai IDM (Integrated Device Manufacturer), Samsung Electronics tampaknya berfokus pada penguatan daya saing perusahaan secara keseluruhan melalui kolaborasi antara area produksi semikonduktor sistem (Foundry) dan divisi manajemen TSP yang menangani proses pascaproduksi (back-end), saat mereka berhasil memimpin pasar substrat kaca."
SK, yang berada di garis depan, juga memiliki harapan besar pada substrat kaca. Ketua Grup SK, Chey Tae-won, sempat menunjukkan model substrat kaca perusahaan saat mengunjungi stan SK setelah bertemu dengan CEO NVIDIA, Jensen Huang, di sela-sela CES 2025, dengan mengatakan, "Baru saja saya berhasil menjualnya." Absolics adalah perusahaan yang didirikan oleh SKC pada tahun 2021 bekerja sama dengan perusahaan peralatan tampilan semikonduktor terbesar di dunia asal Amerika Serikat, Applied Materials. Absolics telah menyelesaikan pembangunan pabrik substrat kaca di Georgia, AS, dan menargetkan produksi massal pada tahun 2026.
Jadwal pengembangan LG juga sedang berjalan. CEO LG Innotek011070, Moon Hyuk-soo, juga menyatakan pada CES kali ini bahwa "Substrat kaca adalah arah yang harus ditempuh," dan mengumumkan rencana untuk memulai produksi prototipe pada akhir tahun ini. LG Innotek secara resmi memulai bisnis substrat kaca pada Maret tahun lalu, dan diperkirakan akan memulai produksi uji coba di lokasi bisnis Gumi. Sementara itu, Intel mempercepat langkah dengan menginvestasikan $1 miliar dalam penelitian dan pengembangan (R&D) substrat kaca. Mereka telah memamerkan prototipe pada September 2023 dan berencana meluncurkan CPU serta semikonduktor berbasis substrat kaca pada tahun 2030.
Masih Berupa 'Teori', Jalan Menuju Komersialisasi Masih Panjang
Material substrat semikonduktor telah berubah dalam siklus 15-20 tahun. Sejak tahun 2000, substrat organik banyak digunakan, sehingga secara waktu, industri ini memang sedang menghadapi titik balik. Saat ini, material yang paling banyak digunakan untuk substrat semikonduktor adalah silikon. Meskipun memiliki daya tahan dan kinerja kontrol elektronik yang sangat baik, silikon rentan terhadap tegangan tinggi dan suhu tinggi di atas 150℃. Interposer silikon memang digunakan sebagai solusi, namun masalahnya adalah harga yang mahal. Di bidang AI yang menangani data dalam jumlah besar, keterbatasannya sangat jelas. Sebaliknya, substrat kaca kuat terhadap panas dan listrik. Keunggulan lainnya adalah permukaannya yang halus sehingga memudahkan pembuatan sirkuit yang mendetail, serta tidak memerlukan substrat perantara sehingga ketebalan substrat dapat dikurangi sekitar 25%.
Industri berharap bahwa jika substrat kaca mulai digunakan secara luas, hal itu akan memberikan efek mempercepat proses mikro semikonduktor hingga lebih dari dua generasi. Seorang pejabat industri mengatakan, "SKC sedang fokus pada verifikasi teknologi pengemasan dan perolehan tingkat hasil (yield), sementara perusahaan global besar lainnya seperti Intel dan TSMC dari Taiwan juga sedang bersiap untuk komersialisasi mengingat pentingnya pengemasan."
Lembaga riset pasar global, The Insight Partners, memproyeksikan ukuran pasar substrat kaca dunia akan tumbuh dengan rata-rata tahunan sekitar 5,9% dari $23 juta (sekitar 33,2 miliar won) tahun lalu, menjadi $4,2 miliar (sekitar 6,06 triliun won) pada tahun 2034.
Namun, alasan mengapa substrat kaca yang telah diteliti selama hampir 20 tahun belum dikomersialkan juga jelas. Material ini rentan terhadap guncangan eksternal atau tekanan kumulatif, sehingga sulit untuk meningkatkan tingkat hasil selama manufaktur, yang secara otomatis membuat harga jualnya tinggi. Substrat impian ini masih lebih dekat dengan teknologi baru di tingkat ide, sehingga diprediksi akan menghadapi banyak rintangan.
Oleh karena itu, pandangan yang berkembang adalah bahwa arah kebijakan dan kemampuan teknis sangat penting agar substrat kaca dapat dikomersialkan. Go Eui-young, peneliti listrik dan elektronik di Hi Investment & Securities, menekankan, "Diperlukan rekonstruksi rantai pasokan dan verifikasi reliabilitas terkait material kaca. Pekerjaan standardisasi untuk produksi massal harus menyertainya, dan tingkat hasil saat produksi massal juga masih belum pasti." Secara teknis, ia menjelaskan bahwa perbaikan diperlukan dalam hal: △pembentukan lubang untuk koneksi listrik, △pengisian material konduktif secara merata, dan △koneksi antar lapisan sirkuit serta proses yang akurat.
Peneliti Go menyimpulkan, "Namun, jika produsen dapat menjualnya dengan harga cukup tinggi karena adanya permintaan kuat dari pelanggan yang ingin membuat semikonduktor berperforma tinggi melalui kecanggihan pengemasan, tingkat hasil yang rendah dapat dikompensasi. Arah bahwa titik balik baru sudah dekat adalah hal yang patut diperhatikan."