Merek lama Jepang Nikon secara diam-diam kembali ke bidang manufaktur chip untuk bersaing dengan ASML

Dalam sejarah optik, merek Nikon telah terkenal di seluruh dunia karena memproduksi lensa presisi dan kamera profesional; tetapi di bidang peralatan semikonduktor, perusahaan ini juga pernah berdiri di puncak dunia. Hanya saja, dalam dua puluh tahun terakhir, ASML telah mendominasi pasar global dengan peralatan ekstrem ultraviolet (EUV), memaksa Nikon keluar dari jalur proses lanjutan, hanya tersisa peralatan DUV (ultraviolet dalam) dan pasar aplikasi khusus. Namun, dalam beberapa tahun terakhir, geopolitik global telah membentuk kembali rantai pasokan, Amerika Serikat, Jepang, dan Uni Eropa secara berturut-turut mencari untuk mengurangi ketergantungan pada ASML, proses wafer mulai mengalami perkembangan baru, memberi Nikon secercah harapan untuk kembali ke pasar dan kesempatan untuk berpartisipasi kembali dalam jalur pembuatan chip. Raksasa optik Jepang yang telah lama ada ini secara perlahan kembali ke panggung dunia. Artikel ini diambil dari ringkasan poin penting video Nikon’s Comeback: Japan’s Quiet Return to Chipmakin.

Dari Puncak ke Kesunyian: Dua Puluh Tahun Nikon Diterjang oleh ASML

Pada akhir abad ke-20, Nikon dan Canon pernah bersama ASML membagi dunia, secara bersama-sama mendominasi pasar Extreme Ultraviolet (EUV) yang dikenal sebagai mesin litografi ultraviolet ekstrim. Pada saat itu, teknologi stepper dan scanner Nikon dianggap sebagai standar proses tingkat tinggi, dengan stabilitas sistem optiknya yang memimpin pasar selama bertahun-tahun. Namun, munculnya EUV mengubah nasib Nikon, dengan ASML yang menginvestasikan dana penelitian dan pengembangan yang besar, didukung oleh dana pemerintah dari berbagai negara Eropa dan kemampuan integrasi industri, akhirnya berhasil menciptakan satu-satunya EUV yang dapat digunakan secara komersial di dunia. Akumulasi biaya, kapasitas, Rantai Pasokan, dan hambatan paten memaksa Nikon untuk sepenuhnya meninggalkan pengembangan EUV pada akhir 2010-an, beralih ke proses yang matang dan aplikasi khusus.

ASML dari pengejar menjadi raja EUV

Hari ini, pasar litografi menunjukkan kontras yang kuat: ASML menguasai lebih dari 60% pangsa pasar litografi global, dan memiliki posisi monopoli 100% di bidang EUV (litografi ultraviolet ekstrem).

Dalam proses pembuatan chip, penggunaan teknologi litografi ultraviolet dalam gelombang mendalam 248 nanometer atau 193 nanometer telah menjadi teknologi utama di industri selama beberapa dekade. Masih banyak digunakan dalam chip otomotif, perangkat Internet of Things, serta produk elektronik sehari-hari, peralatan yang disediakan oleh Nikon, Canon, dan ASM melayani node dalam kisaran 28 hingga 90 nanometer. Namun, untuk lebih mengecilkan ukuran transistor menjadi 7 nanometer atau kurang, industri beralih ke litografi ultraviolet ekstrem (EUV). Sekitar tahun 2018, EUV menggunakan cahaya dengan panjang gelombang 13,5 nanometer, yang memerlukan laser khusus dan sistem vakum untuk mengukir fitur yang sangat halus. EUV telah menjadi standar emas untuk chip logika paling canggih.

ASML adalah satu-satunya perusahaan yang mampu memproduksi peralatan EUV secara massal, dengan biaya per alat mungkin di atas 150 juta dolar hingga 350 juta dolar, peralatan besar ini memungkinkan hukum Moore untuk terus berlanjut, mengintegrasikan miliaran transistor ke dalam sepotong kecil silikon. Saat ini, lanskap semikonduktor global sangat dipengaruhi oleh teknologi litografi EUV. Peralatan litografi EUV ASML digunakan oleh TSMC, Samsung, dan Intel untuk memproduksi prosesor tercepat. Nikon dan Canon pernah mendominasi, kini terutama menyediakan peralatan litografi DUV untuk node lama dan pasar khusus. Ini sedikit seperti lompatan teknologi. Nikon menyempurnakan teknologi generasi sebelumnya, sementara ASML melakukan perkembangan yang melompati dengan teknologi baru yang berisiko sangat tinggi dan mendapatkan imbalan yang besar.

Harga alat pemindai EUV ASML bisa mencapai 150 juta hingga 350 juta dolar AS, dengan konsumsi energi yang dapat digunakan untuk komunitas kecil, namun tetap membuat TSMC, Samsung, dan Intel bersaing untuk membelinya, karena EUV adalah inti yang tidak terpisahkan dari proses di bawah 7 nanometer. Di sisi lain, Nikon menghentikan penelitian dan pengembangan setelah meluncurkan alat EUV eksperimental pada tahun 2008, dan sejak 2017, bisnis pencetakan tinggi mereka mengalami penyusutan yang cepat, sementara pangsa pasar ASML di pasar DUV yang terendam bahkan melampaui 90%.

Kebangkitan Nikon

Sekilas tampaknya situasi sudah ditentukan, tetapi nasib Nikon akan mengalami perubahan pada tahun 2025, Nikon perlahan-lahan bangkit kembali dengan jalan lain. Permintaan dunia untuk chip canggih membuat teknologi lithografi EUV menjadi sangat penting. Itulah mengapa saham ASML melonjak dalam beberapa tahun terakhir. Lalu, bagaimana dengan teknologi lithografi nano imprint? Teknologi lithografi nano imprint tradisional, baik DUV atau EUV, menggunakan cahaya yang melewati lensa untuk memproyeksikan pola sirkuit ke wafer.

Nikon tidak mencoba menantang secara langsung monopoli EUV ASML, melainkan beralih ke dua bidang yang diabaikan oleh pasar mainstream tetapi tumbuh dengan cepat:

Pengemasan Canggih

Nanoimprint Lithography (NIL)

Dua bidang ini adalah medan pertempuran di mana ASML belum membentuk keunggulan mutlak, dan juga tempat di mana teknik rekayasa presisi dan teknologi eksposur area besar Nikon dapat berfungsi dengan baik.

Serangan Strategis 1: Melangkah Menuju Mesin Litografi Belakang DSP 100 dengan Pengemasan Canggih

Chip AI, Chiplet, dan 3D stack meningkatkan pentingnya pengemasan secara drastis. Jalur pengemasan semakin mirip dengan lapisan litografi lainnya, memerlukan resolusi tinggi pada mikron atau bahkan sub-mikron, panel besar lebih dari 300 mm wafer, dan throughput tinggi. Nikon akan meluncurkan sistem litografi digital DSP 100 pada tahun 2025, dilengkapi dengan:

Mendukung panel 600 × 600 mm (9 kali luas wafer 300mm)

1 μm lebar garis / ±0.3 μm kesalahan penyelarasan

Menggunakan teknologi Nikon FPD × arsitektur campuran litografi semikonduktor

DSP 100 dirancang khusus untuk proses pembuatan belakang, yang memenuhi kebutuhan pertumbuhan cepat paket chip, akselerator AI, dan HPC.

Serangan Strategis 2: Tantangan Nano-Imprint Lithography (NIL) terhadap Neraka Biaya EUV

Teknologi NIL tidak menggunakan proyeksi optik, melainkan langsung “mencetak” pola sirkuit ke wafer dengan cetakan nano, seperti mencetak uang atau cetakan, dengan sekali langkah pola dapat dicetak secara fisik.

Keuntungan besar:

Biaya mungkin hanya 40 % dari EUV

Konsumsi daya hanya 10% dari EUV

Tidak terikat oleh batas difraksi optik, secara teoritis dapat di bawah 10 nm

Cocok untuk proses memori yang repetitif tinggi seperti NAND, DRAM.

Canon telah meluncurkan perangkat NIL yang mencapai 14 nm pada tahun 2023, dan bekerja sama dengan Arashi untuk menguji kemampuan 10 nm. Nikon juga sedang terjun ke bidang ini, pasar berharap kedua raksasa Jepang ini dapat menetapkan standar baru di sini.

NIL (Nanoimprint Lithography( mungkin mengubah permainan.

Tidak perlu 150 juta dolar AS untuk EUV, tidak perlu sumber cahaya besar dan sistem cermin, untuk memproduksi chip di bawah 10 nanometer. Ini adalah peluang yang belum pernah terjadi sebelumnya bagi negara-negara pembuat chip yang baru muncul dan pabrik wafer dengan anggaran terbatas. Biaya peralatan nano-imprint mungkin hanya sekitar 40% dari sistem litografi ekstrem ultraviolet, dan konsumsi daya hanya sekitar 10% dari sistem litografi ekstrem ultraviolet. Secara khusus, jika biaya alat litografi ekstrem ultraviolet sekitar 150 juta dolar AS dengan konsumsi daya 1 megawatt, maka biaya alat nano-imprint mungkin sekitar 60 juta dolar AS dengan konsumsi daya 100 kilowatt. Ini semua adalah pengurangan yang besar.

Mengapa strategi baru Nikon sekarang sangat penting? Industri semikonduktor berada di titik balik. Biaya dan kompleksitas perkembangan teknologi EUV semakin meningkat, dan harga per unit peralatan EUV NA tinggi generasi baru akan melebihi 300 juta dolar. Sementara itu, semakin banyak metode muncul. Perusahaan tidak lagi hanya mengejar pengurangan ukuran chip tunggal, tetapi lebih fokus pada chip set dan teknologi pengemasan canggih dengan menggabungkan beberapa chip dalam satu kemasan (seperti papan sirkuit mikro) untuk terus meningkatkan kinerja. Kecerdasan buatan )AI( dan Internet of Things )IoT( mendorong permintaan tinggi untuk chip kelas atas. Dengan perubahan lanskap geopolitik, negara-negara ingin meningkatkan kapasitas chip domestik, dan ada keinginan untuk menemukan alternatif yang berfokus pada ASML, saat itulah Nikon menangkap kesempatan.

Nikon tidak berusaha untuk sepenuhnya menggantikan teknologi EUV, tetapi menciptakan lautan biru yang baru ketika industri mencari solusi yang berbeda. Nikon dengan diam-diam kembali ke panggung dan kembali memainkan peran kunci dalam rantai pasokan semikonduktor wafer global.

Artikel ini menunjukkan bahwa Nikon, merek lama Jepang, secara diam-diam kembali ke bidang manufaktur chip untuk bersaing dengan ASML, yang pertama kali muncul di berita rantai ABMedia.