TSMC Mengungkap Peta Jalan Strategis untuk Masa Depan

Dalam artikel ini, Gordon mengajukan serangkaian pertanyaan yang bersifat visioner kepada TSMC mengenai arah langkah perusahaan berikutnya.

Didirikan pada 1987, TSMC menjadi pelopor model pure-play foundry dan kini telah berkembang menjadi salah satu perusahaan manufaktur semikonduktor khusus terdepan di dunia.

Baru-baru ini, kami mengajukan sejumlah pertanyaan terkait rencana dan prioritas TSMC ke depan. Meski juru bicara perusahaan menolak menjawab seluruh pertanyaan, beberapa respons yang diberikan tetap menghadirkan wawasan menarik tentang evolusi teknologi semikonduktor dan dinamika industri secara lebih luas.

Gordon Feller: Saat TSMC bertransisi menuju teknologi proses di bawah 2nm, terobosan atau hambatan apa yang Anda perkirakan akan muncul?

TSMC: Inovasi terbesar yang kami perkenalkan pada node 2nm adalah arsitektur transistor nanosheet, yang juga dikenal sebagai gate-all-around (GAA). Ini merupakan lompatan penting, karena menandai kedua kalinya dalam sejarah kami mengadopsi struktur transistor yang benar-benar baru—dan menjadi perubahan besar pertama sejak peralihan dari transistor planar ke FinFET pada node 16nm pada 2014.

Setelah melewati berbagai tantangan teknis selama bertahun-tahun, TSMC berada di jalur yang tepat untuk memulai produksi massal teknologi 2nm sebelum akhir tahun ini.

Di node A16 (kelas 1,6nm), kami juga akan menghadirkan inovasi besar lainnya: Super Power Rail, yaitu teknologi penyaluran daya dari sisi belakang (backside power delivery). Dengan mendedikasikan sumber daya routing sisi depan untuk transmisi sinyal dan memindahkan routing daya ke sisi belakang, arsitektur ini meningkatkan kerapatan logika sekaligus performa.

Struktur ini menjadikan A16 sangat ideal untuk kebutuhan komputasi berkinerja tinggi yang menuntut routing sinyal yang kompleks dan jaringan penyaluran daya yang padat.

GF: Teknologi jangka panjang apa—perangkat kuantum, silikon fotonik, atau material alternatif (misalnya material 2D, nanosheet FET)—yang paling mungkin memengaruhi strategi TSMC setelah 2nm?

TSMC: TSMC tetap berkomitmen mendorong penskalaan transistor hingga batasnya. Namun, penskalaan bukan satu-satunya cara untuk meningkatkan performa dan kemampuan sistem elektronik.

Kami mengeksplorasi berbagai jalur, termasuk peningkatan tingkat sistem melalui 3D IC, desain yang dioptimalkan bersama teknologi proses (design-technology co-optimization), serta penerapan material inovatif.

Dalam konteks penskalaan, kami telah mencapai kemajuan yang signifikan dalam riset complementary FET (CFET), di mana transistor ditumpuk secara vertikal alih-alih berada pada bidang yang sama. Selain itu, kami juga melakukan riset ekstensif pada material dua dimensi (2D) setebal satu molekul, serta material satu dimensi (1D) seperti carbon nanotube.

Walaupun material-material ini masih berada pada tahap riset dan belum masuk ke roadmap pengembangan kami, potensinya sangat besar untuk membantu mengatasi tantangan penskalaan transistor di masa depan.

Di luar transistor, sebagian besar riset kami berfokus pada performa tingkat sistem—bagaimana chip saling berinteraksi di dalam sebuah sistem dan bagaimana mereka terhubung dengan platform lain. Ini mencakup silikon fotonik, serta upaya mengatasi tantangan pendinginan dan manajemen daya ketika banyak chip diintegrasikan dalam satu paket.

Karena AI menuntut prosesor untuk mengakses data dalam jumlah masif secepat mungkin, banyak inovasi kami di bidang advanced packaging berpusat pada pembangunan sistem yang lebih besar—yang mampu mengintegrasikan lebih banyak memori dan komputasi.

Saat ini, kami telah menyediakan teknologi wafer-level system (SoC), yakni satu sistem tunggal berukuran sebesar wafer 12 inci, dengan kemampuan komputasi yang dapat dibandingkan dengan rak server pusat data, bahkan mendekati satu server penuh. Secara paralel, kami juga mulai melangkah melampaui wafer dan mengeksplorasi format sistem berbasis panel yang berukuran lebih besar.

GF: Bagaimana TSMC mengevaluasi imbal hasil jangka panjang dari strategi ekspansi pabrik global—khususnya di Amerika Serikat, Jepang, dan Eropa—menghadapi meningkatnya intensitas modal dan ekspektasi learning curve yield yang lebih rendah di luar Taiwan?

TSMC: Terkait learning curve yield, seperti yang disampaikan oleh Chairman dan CEO kami, Dr. C.C. Wei, dalam pertemuan investor, pabrik pertama kami di Arizona telah memasuki produksi massal pada kuartal keempat 2024 menggunakan teknologi proses N4, dan telah mencapai yield yang sebanding dengan pabrik kami di Taiwan.

Seiring waktu, kami akan memanfaatkan skala operasi di Arizona yang terus berkembang serta mengoptimalkan operasional untuk menurunkan biaya. Dengan bertambahnya skala, fasilitas tersebut akan memperoleh manfaat ekonomi skala yang lebih besar dan membantu membangun ekosistem rantai pasok semikonduktor yang lebih lengkap di Amerika Serikat. Kami juga akan terus bekerja erat dengan pelanggan dan pemasok untuk mengelola berbagai dampak yang muncul.

Pabrik kami di Eropa dan Jepang dirancang untuk mendukung teknologi penting bagi industri lokal, dan skalanya tidak sebesar rencana kami di Arizona. Meski demikian, kami yakin dapat terus menerapkan pengalaman yang telah kami bangun di Taiwan maupun di lokasi luar negeri.

GF: Skenario apa yang sedang dibangun TSMC untuk memodelkan permintaan semikonduktor global yang didorong percepatan AI, dan bagaimana skenario tersebut dapat memengaruhi perencanaan kapasitas serta disiplin belanja modal (capex) perusahaan dalam beberapa dekade mendatang?

TSMC: Kami memperkirakan permintaan yang terkait AI akan terus tumbuh kuat, dan kami akan terus berinvestasi mengikuti tren jangka panjang yang digerakkan oleh permintaan ini. Pada saat yang sama, kami akan tetap berfokus pada fundamental bisnis—kepemimpinan teknologi, keunggulan manufaktur, dan kepercayaan pelanggan—untuk semakin memperkuat keunggulan kompetitif kami.

Secara umum, capex tahunan kami direncanakan untuk mendukung ekspektasi pertumbuhan dalam beberapa tahun mendatang. Meski industri mengalami fluktuasi siklis jangka pendek, kami percaya bahwa selama permintaan struktural jangka panjang dan peluang masa depan tetap ada, maka investasi perlu terus dilanjutkan.

Disiplin belanja modal dan perencanaan kapasitas kami selalu didasarkan pada proyeksi permintaan pasar jangka panjang.