Selama beberapa dekade, produsen chip telah berupaya mempercepat pembuatan semikonduktor dengan memperkecil transistor silikon dan menambah jumlahnya di setiap chip. Namun, memperkecil transistor ini dihadapkan pada berbagai tantangan, seperti mengontrol aliran elektron yang semakin sulit, yang menyebabkan masalah seperti kebocoran, kehilangan daya, dan kepanasan.
Nexstrom, sebuah startup semikonduktor yang diinkubasi oleh Xora Innovation, melihat potensi penggunaan bahan dua dimensi (2D) sebagai solusi untuk masalah ini, terutama di tengah kekurangan komponen global yang dipicu oleh permintaan untuk pusat data yang tidak kunjung reda.
Perusahaan yang berbasis di Singapura ini membangun peralatan dan proses yang memungkinkan pabrik-pabrik semikonduktor memproduksi semikonduktor yang sangat tipis, yang dikenal sebagai transition-metal dichalcogenides (TMDs), langsung di wafer chip.
Sebenarnya, TMDs tidak sepenuhnya dua dimensi; mereka sangat tipis sehingga digolongkan ke dalam keluarga besar bahan yang disebut “bahan 2D” untuk menunjukkan ketipisan mereka. TMDs hanya memiliki ketebalan beberapa lapisan atom, fitur yang menarik perhatian produsen chip yang mencari cara untuk lebih mengecilkan ukuran chip.
Startup ini memperkenalkan produknya yang disebut North Star, dirancang untuk menumbuhkan TMDs langsung pada wafer 300mm (12 inci) yang digunakan dalam pembuatan chip komersial.
Nexstrom bukan satu-satunya yang menyadari potensi penggunaan semikonduktor 2D untuk lebih mengecilkan chip. TSMC, Intel, dan IMEC dari Belgia juga tengah mengembangkan cara untuk mengintegrasikan bahan 2D ke dalam transistor, sementara perusahaan peralatan dan bahan seperti AIXTRON, CDimension, serta beberapa startup juga mengerjakan bagian lain dari rantai produksi.
TSMC, ASML, dan IMEC baru-baru ini bahkan menunjukkan bagaimana transistor berbahan 2D bisa digunakan dalam proses integrasi 300mm.
Namun, Nexstrom yakin bisa membuat kemajuan di area yang sangat menantang: memproduksi bahan ini untuk produksi semikonduktor secara besar-besaran. Teknologi perusahaan ini sebagian diturunkan dari riset yang dilakukan oleh co-founder dan kepala ilmuwannya, Lance Li, yang sebelumnya memimpin riset tentang elektronik pasca-silikon di TSMC. Li sendiri sudah bekerja dengan bahan 2D sejak 2012.
“Di laboratorium, orang bisa mendapatkan bahan berkualitas tinggi dalam skala sangat kecil, tetapi hanya pada skala yang terbatas,” kata Li. “Ini adalah celah yang sedang diisi oleh Nexstrom.”
Untuk mencapai hal tersebut, perusahaan yang berbasis di Singapura ini mengumumkan telah mengumpulkan dana sebesar $12 juta dari para investor termasuk Xora, Foothill Ventures, dan SEEDS. Total dana yang telah terkumpul sejauh ini mencapai $15 juta.
Nexstrom tidak berupaya untuk bersaing dengan raksasa pembuatan chip seperti TSMC, Samsung, dan Intel. Mereka lebih memilih untuk menjual teknologi mereka kepada raksasa tersebut atau bekerja sama sebagai mitra. Beberapa perusahaan dalam industri ini sudah mulai menguji sampel wafer dan bahan mereka, meskipun Nexstrom memilih untuk tidak menyebutkan nama perusahaan-perusahaan itu.
Meski begitu, masih ada beberapa masalah yang harus diselesaikan sebelum semikonduktor mini ini bisa diproduksi secara massal, terutama terkait konsistensi pertumbuhan TMDs di seluruh wafer berukuran penuh.
“Saat ini, fokus kami adalah memberikan kualitas bahan sesuai dengan yang ditentukan oleh mitra industri,” ujar CEO Nexstrom, Phoebe Tan. “Kami telah membuktikan hasil material pada wafer menggunakan sistem 12 inci yang baru saja kami pasang. Kami telah secara sistematis meningkatkan dari 2 inci ke 6 inci, dan kami akan menyelesaikan peningkatan ke 8 inci pada akhir Oktober.”
Nexstrom berencana menggunakan dana yang diperoleh untuk terus mengembangkan teknologi mereka dan memindahkan peralatan lebih dekat ke produksi komersial. Tan juga menyatakan bahwa dana tersebut akan digunakan untuk meningkatkan kontrol proses dan kemampuan pengukuran, memperluas tim, serta mendukung program kualifikasi dengan pelanggan potensial.
Startup ini memperkirakan bahwa peralatannya akan siap untuk produksi komersial antara tahun 2030 hingga 2035.
