Kemampuan menguasai teknologi tinggi merupakan syarat mutlak bagi suatu negara untuk memasuki negara industri baru. Salah satu bidang teknologi tinggi yang sangat mempengaruhi peradaban manusia di abad ini adalah teknologi semikonduktor dan mikro-elektronika. Bidang ini bisanya dianalogikan dengan tiga kata bahasa inggris yang mempengaruhi kehidupan modern yaitu Computer, Component dan Communication. Untuk komputer, topik utama dalam bidang ini adalah cra/teknik membuat komputer menjadi lebih cepat, lebih ramping dengan fungsi yang lebih kompleks dan konsumsi daya yang makin kecil. Tujuan tersebut dapat tercapai dengan melakukan dua pendekatan yang saling mendukung yaitu dari segi hardware dan software.
Silikon (Si) dengan persediaan yang berlimpah di bumi dan dengan teknologi pembuatan kristalnya yang sudah mapan, telah menjadi pilihan dalam teknologi semikonduktor. Silikon sendiri disebut sebagai bahan semikonduktor karena sifat dari bahan ini yang bisa berfungsi sebagai isolator maupun konduktor. Silikon very large scale integration (VLSI) telah membuka era baru dalam dunia elektronika di abad ini. Kebutuhan akan kecepatan yang lebih tinggi dan unjuk kerja yang lebih baik dari komputer telah mendorong teknologi silikon VLSI ke silicon ultra high scale integration (ULSI).
Salah satu hambatan dari teknologi silikon adalah sifat listrik yang berhubungan dengan rendahnya mobilitas pembawa muatan dari material silikon ini. Mobilitas adalah paramater yang menyatakan laju dari pembawa muatan dalam semikonduktor bila diberi medan listrik. Untuk membuat piranti berkecepatan tinggi, galium arsenide (GaAs) dan material-material paduannya telah dipertimbangkan sebagai material pengganti silikon.
Dewasa ini perhatian besar juga diberikan pada struktur semikonduktor berdimensi rendah (low-dimensional semicontuctor) seperti quantum well (2D), quantum wire (1D) dam quantum dot (0D). Struktur seperti ini adalah pembuka ke era fabrikasi nanoteknologi dan komponen/alat kuantum (quantum device). Telah diketahui bahwa bila elektron dikurung dalam daerah potensial dengan dimensi yagn sama dengan panjang gelombangnnya maka akan muncul sifat gelombang elektron dan berbagai fenomena kuantum akan dapat diamati. Permasalahan yang timbul dari komponen / alat yang dibuat berdasarkan struktur semikonduktor dimensi rendah ini adalah arus drive yang rendah sehingga masih sulit diaplikasikan. Secara umum, permasalahn yang dihadapi komponen / alat kuantum ini adalah operasi kerjanya yang masih harus dilakukan pada suhu rendah (seperti suhu helium cair :4,2 K) agar dapat diamati fenomena kuantum secara jelas. Hal ini tentunya akan menaikkan ongkos pembuatan sehingga belum menarik untuk diproduksi.
Beberapa komponen dari bahan semikonduktor yang umum digunakan pada rangkaian elektronika adalah seperti dioda, transistor, FET, JFET, MOSFET, dan IC (Integrated Circuit). Dioda semikonduktor adalah komponen dari paling sederhana dari komponen-komponen lainnya. Dioda ini mempunyai dua sifat sekaligus yakni isolator dan konduktor. Jika arus listrik mengalir maju (forward) terhadap dioda maka dioda tersebut berfungsi sebagai penghantar atau konduktor, begitu juga sebaliknya jika dioda ini diberi bias reverse atau arus listrik dialirkan terbalik terhadap dioda maka akan berfungsi sebagai isolator. Pada kelanjutannya komponen lain dari bahan semikonduktor bisa dibuat dengan fungsi yang lebih kompleks sampai pada komponen integrate circuit (IC). IC bisa mewakili jutaan rangkaian dari komponen seperti dioda ataupun transistor hanya dalam satu komponen. Oleh karena itu setiap IC mempunyai fungsi yang berbeda-beda tergantung rangkaian yang tertanam didalamnya.
 | |
| Struktur atom semikonduktor |
 |
| Dioda Semikonduktor |
 |
| Transistor |
 |
| MOSFET Semikonduktor |
 |
| IC (Integrated Circuit) |
Jadi, terlihat bahwa teknologi semikonduktor berkembang sangat pesat dengan mengeksploitasi fenomena-fenomena fisika yang sebelumnya hanya tertulis dalam texbook semikonduktor atau zat padat saja. Hal ini dimungkinkan karena banyaknya kemajuan yang dicapai dalam pengembangan peralatan-peralatan penumbuh material dalam bentuk film tipis. Hal ini juga diimbangi dengan kemajuan dalam teknik fabrikasi komponen/alat dan proses produksi. Sebagai teknologi tinggi, teknologi semikonduktor saat ini hanya terpusat di negara-negara industri. Negara industri baru memang membutuhkan biaya riset yang banyak tenaga ahli. Untuk Indonesia langkah terbaik yang harus dilakukan adalah secepat mungkin ikut terlibat dalam teknologi ini sehingga tidak jauh tertinggal.
Saat ini pada tahun 2017, perangkat media penyimpanan hingga 128 GB bisa dipasang dalam smartphone yang hanya berukuran sebesar genggaman tangan. Kalau saya ingat pada awal tahun 2000an dan saya masih kuliah dimana saat itu hardisk seagete yang saya punya hanya berkapasitas 2GB. Tetapi saat ini fungsi penyimpanan dalam chip yang kecil bisa mencapai ratusan kali lebih besar dari kapasitas hardisk pada jaman dulu.
Saat ini pada tahun 2017, perangkat media penyimpanan hingga 128 GB bisa dipasang dalam smartphone yang hanya berukuran sebesar genggaman tangan. Kalau saya ingat pada awal tahun 2000an dan saya masih kuliah dimana saat itu hardisk seagete yang saya punya hanya berkapasitas 2GB. Tetapi saat ini fungsi penyimpanan dalam chip yang kecil bisa mencapai ratusan kali lebih besar dari kapasitas hardisk pada jaman dulu.
Selain fungsi penyimpanan, saat ini juga telah ada teknologi proccessor hingga deca-core dimana terdapat 10 inti proccessor dengan kecepatan masing2 berkisar 2GHz dapat bekerja sekaligus dalam waktu yang bersamaan. Semua itu tentu tidak lepas karena adanya bahan semikonduktor yang tentunya dengan bahan tersebut dapat dibangun jutaan rangkaian kelistrikan hanya dalam satu chip yg sangat kecil. Entah apalagi yang bisa tercipta dari bahan semikonduktor ini 100 tahun yang akan datang, tentu kita akan sulit membayangkannya.
No comments:
Post a Comment