Telset.id – Kepler Computing, perusahaan rintisan yang berbasis di San Jose, California, baru saja keluar dari mode siluman setelah lebih dari tujuh tahun mengembangkan arsitektur baru untuk memori komputer. Perusahaan yang didirikan pada 2018 ini mengklaim pendekatannya dapat membantu mengatasi kelangkaan chip memori global, dengan syarat teknologinya mampu diproduksi dalam skala besar.
Pendekatan utama Kepler Computing berfokus pada memori bandwidth tinggi (HBM) yang menjadi komponen krusial di pasar komputasi saat ini. Tidak seperti pembuat chip pada umumnya yang mengandalkan litografi ultraviolet ekstrem (EUV) yang mahal untuk mengecilkan transistor, Kepler mengklaim metode “3D stacking” dan material proprietary-nya mampu meningkatkan kepadatan memori tanpa perlu investasi besar pada peralatan EUV. Teknologi ini pun disebut kompatibel dengan pabrik fabrikasi semikonduktor yang sudah ada.
Kepler Computing menyatakan telah mencapai kemajuan serupa untuk memori cache berkecepatan tinggi (SRAM) yang biasa digunakan pada CPU, GPU, dan XPU. SRAM sendiri berada di inti chip untuk memangkas waktu transfer data, sementara HBM menggunakan tumpukan DRAM sebagai komponen memori terpisah.
Dukungan Investor Besar dan Pendanaan Pemerintah
Sepanjang perjalanannya, Kepler Computing telah mengumpulkan dana sebesar $468 juta dari sejumlah investor ternama. Pendanaan ini mencakup dukungan dari GlobalFoundries, Intel Capital, AMD Ventures, dana investasi asal Inggris Baillie Gifford, serta Bill Gates melalui dana pribadinya, Gates Frontier.
Pada Juli lalu, Departemen Perdagangan AS berkomitmen memberikan hingga $245 juta kepada Kepler Computing untuk mengembangkan teknologi memori AI berkinerja tinggi di Amerika Serikat. Teknologi ini didukung oleh inovasi 3D dan teknologi ferroelectric.
Saat ini, sebagian besar pengujian Kepler dilakukan di Singapura, tempat GlobalFoundries—mitra manufaktur sekaligus investor senilai $50 juta—memiliki fasilitas produksi. Selama dua tahun terakhir, Kepler membangun apa yang disebutnya sebagai “mini fab” untuk memproduksi chip memori yang terintegrasi dengan chip 28-nanometer milik GlobalFoundries. Perusahaan juga telah menjalankan pengujian di fasilitas GlobalFoundries di Burlington, Vermont.
Menjawab Krisis Chip Memori Global
Kelangkaan chip memori global telah menegaskan dua realitas pasar: membangun fab baru sangat mahal dan memakan waktu, serta permintaan jenis memori tertentu cenderung bersiklus. Di tengah dunia yang digerakkan pusat data dan AI, HBM menjadi primadona memori saat ini.
Produsen memori terkemuka seperti SK Hynix dan Micron tengah berlomba membangun fab senilai miliaran dolar untuk memenuhi permintaan, dengan taruhan bahwa industri masih akan membutuhkan HBM bahkan setelah fasilitas tersebut beroperasi.
Debo Olaosebikan, salah satu pendiri sekaligus CEO Kepler Computing, mengungkapkan perubahan strategi perusahaannya. “Untuk waktu yang lama, pemikiran kami adalah mengerjakan SRAM terlebih dahulu, lalu mengikuti dengan DRAM dan HBM,” ujarnya. “Namun dengan peluncuran ChatGPT (pada 2022) dan ledakan permintaan akan alternatif HBM, kami mulai mengerjakan peta jalan HBM. Sekarang kami membuat SRAM dan HBM secara paralel.”
Senada dengan itu, Srini Ananth, Managing Director Intel Capital, menambahkan, “Kami tidak berpikir ini akan menjadi pengganti DRAM atau pengganti SRAM. Kami memperkirakan pasar yang akan menentukan, dan sekarang Anda melihat permintaan untuk keduanya.”
Material Inovatif dan Pendekatan 3D
Strategi Kepler Computing berporos pada keyakinan bahwa pasar komputasi berakselerasi tidak harus menunggu fab memori baru dibangun untuk memenuhi permintaan. Pendekatan baru dalam membangun memori di dalam fab yang ada dapat meningkatkan pasokan.
Kepler mengklaim telah mengembangkan teknik manufaktur 3D baru yang memungkinkan lebih banyak chip memori masuk dalam jejak yang tetap. Komputasi inti kemudian dapat duduk lebih dekat dengan memori, sehingga perjalanan data di antara keduanya menggunakan lebih sedikit energi. Tujuan utamanya adalah memindahkan data dalam HBM dengan jumlah energi yang sebanding dengan SRAM, sambil mempertahankan kapasitas besar HBM.
Untuk SRAM, Kepler meningkatkan kepadatannya menggunakan ferroelektrik yang dapat membaca dan menulis data pada tegangan lebih rendah dibanding mekanisme standar. Perusahaan mengembangkan material komposit baru bertegangan rendah yang bekerja dengan pendekatan ferroelectric ini.
Sasi Manipatruni, salah satu pendiri sekaligus CTO Kepler Computing, mengatakan timnya melalui 35 iterasi komposit sebelum menemukan kelas material yang dianggap tepat. “Setelah kami menemukan cara untuk memecahkan masalah fisika—seperti keterbatasan fisik untuk HBM—kami menemukan inovasi material yang membantu jumlah memori yang dapat Anda miliki di antara chip,” jelasnya.
Dalam pembangunan awal bersama GlobalFoundries, Kepler mengklaim mampu mengubah fab menjadi fab “generasi berikutnya” hanya dalam delapan bulan, dibandingkan kerangka waktu tipikal 24 bulan. “Tujuan kami adalah mengambil fab dan arsitektur yang sudah dibangun, lalu mendorongnya hingga batas fisika,” kata Olaosebikan.
Taruhan Kepler adalah biaya tambahan dari material baru atau peralatan ulang fab yang ada akan jauh lebih kecil dibandingkan biaya $20 miliar hingga $40 miliar untuk membangun fab baru dan melengkapinya dengan peralatan senilai ratusan juta dolar.
Baca Juga:
Tantangan Menuju Produksi Massal
Kepler Computing masih memiliki jalan panjang sebelum mencapai produksi skala penuh. Hingga saat ini, perusahaan telah menjalankan teknologinya pada sekitar 2.000 wafer. Rencananya, Kepler akan mengirimkan sampel pertama chip HBM tahun ini, meningkatkan produksi dari Singapura tahun depan, dan memulai produksi chip di AS pada 2028.
Ed Kaste, Senior Vice President GlobalFoundries untuk bisnis CMOS, menyatakan keyakinannya bahwa “terobosan fundamental telah terjadi. Yang tersisa adalah mendapatkan hasil yang baik pada ribuan wafer dan jutaan perangkat.”
Kaste juga menyoroti salah satu tantangan material yang digunakan Kepler. Material komposit tersebut mengandung besi yang dikenal sebagai kontaminan sulit di lingkungan produksi. “Solusi Kepler harus dijalankan pada peralatan khusus, atau dienkapsulasi penuh agar tidak bisa keluar,” katanya. “Seninya adalah menjaga material itu tetap terisolasi dengan baik melalui alur produksi kami.”
Sementara itu, Olaosebikan tidak mau mengonfirmasi elemen spesifik material komposit perusahaannya. “Yang bisa saya katakan adalah, kami menggunakan sejumlah kecil material, dan beberapa di antaranya bukan yang biasanya Anda temukan di ferroelektrik arus utama,” ujarnya.
Persaingan dan Skeptisisme Industri
Kepler Computing bukan satu-satunya perusahaan rintisan yang ingin mengubah industri semikonduktor. Akhir tahun lalu, perusahaan rintisan bernama Substrate juga menjadi sorotan karena pendekatan litografi baru yang menggunakan nanopartikel untuk mengukir detail pada chip canggih. Namun, sejumlah analis industri meragukan ambisi Substrate, mencatat bahwa akan sangat sulit bagi perusahaan tersebut untuk memproduksi chip dalam jumlah besar “yang memenuhi spesifikasi sangat ketat, tepat waktu dan sesuai anggaran.”
Skala menjadi tantangan umum ketika berinovasi di bidang manufaktur semikonduktor, baik dengan proses baru, material, atau kombinasi keduanya. Austin Lyons, analis chip untuk Creative Strategies yang tidak mendapat pengarahan soal inovasi Kepler, mengatakan, “Pertanyaannya adalah bagaimana mengatasi semua keterbatasan kontaminasi, material berbeda, dan peralatan berbeda, sedemikian rupa sehingga inovasi yang dihasilkan dapat digunakan dalam skala besar dan sepadan dengan biayanya.”
Membuktikan metode baru untuk memori adalah satu hal; memenuhi permintaan historis untuk itu akan menjadi hal lain sama sekali. Keberhasilan Kepler Computing dalam mengatasi tantangan kontaminasi, membuktikan skalabilitas, dan memenuhi tenggat produksi akan menentukan apakah pendekatan mereka benar-benar dapat menjadi solusi atas kelangkaan chip memori global.
Komentar
Belum ada komentar.