Jakarta –
Para peneliti di China mengatakan bahwa mereka telah menciptakan transistor bebas silikon baru yang dapat meningkatkan kinerja secara signifikan sekaligus mengurangi konsumsi energi. Tim tersebut mengatakan bahwa perkembangan ini merupakan arah baru bagi penelitian transistor.
Para ilmuwan mengatakan bahwa transistor baru tersebut dapat diintegrasikan ke dalam chip yang suatu hari dapat bekerja hingga 40% lebih cepat daripada prosesor silikon terbaik yang dibuat oleh perusahaan Amerika Serikat seperti Intel.
Meskipun terjadi peningkatan daya yang dramatis, para peneliti mengklaim bahwa chip tersebut juga akan menggunakan daya 10% lebih sedikit. Para ilmuwan menguraikan temuan itu dalam sebuah studi baru yang diterbitkan pada 13 Februari di jurnal Nature.
“Jika inovasi chip berdasarkan material yang sudah ada dianggap sebagai ‘jalan pintas’, maka pengembangan transistor berbasis material 2D kami mirip dengan ‘berpindah jalur’,” kata penulis utama studi, Hailin Peng, profesor kimia di Peking University (PKU), China, dikutip dari South China Morning Post yang dilansir Kamis (27/3/2025).
Jenis Baru Transistor Bebas Silikon
Peningkatan efisiensi dan kinerja dimungkinkan berkat arsitektur unik chip tersebut, kata para ilmuwan dalam makalah tersebut, khususnya transistor dua dimensi bebas silikon yang mereka ciptakan.
Transistor ini adalah jenis gate-all-around field-effect transistor (GAAFET). Tidak seperti desain transistor terkemuka sebelumnya seperti fin field-effect transistor (FinFET), transistor GAAFET membungkus sumber dengan gerbang di keempat sisinya, bukan hanya tiga.
Pada dasarnya, transistor adalah perangkat semikonduktor yang terdapat di setiap chip komputer. Setiap transistor memiliki sumber, gerbang, dan saluran, yang memungkinkan transistor berfungsi sebagai sakelar.
Gerbang adalah cara transistor mengendalikan aliran arus antara terminal sumber dan drain, serta dapat berfungsi sebagai sakelar dan penguat. Membungkus gerbang ini di semua sisi sumber (atau beberapa sumber) alih-alih hanya tiga seperti pada transistor konvensional, menghasilkan peningkatan potensial dalam kinerja dan efisiensi.
Hal ini karena sumber yang terbungkus penuh memberikan kontrol elektrostatik yang lebih baik (karena lebih sedikit energi yang hilang akibat pelepasan listrik statis) dan potensi arus penggerak yang lebih tinggi serta waktu pengalihan yang lebih cepat.
Meskipun arsitektur GAAFET sendiri bukanlah hal baru, penggunaan bismuth oxyselenide sebagai semikonduktor oleh tim PKU merupakan hal baru, begitu pula fakta bahwa mereka menggunakannya untuk membuat transistor dua dimensi ‘tipis seperti atom’.
Transistor bismut 2D tidak mudah patah dan lebih fleksibel daripada silikon tradisional, para ilmuwan menambahkan dalam penelitian tersebut. Bismut memberikan mobilitas pembawa yang lebih baik, kecepatan elektron dapat bergerak melaluinya saat medan listrik diterapkan.
Ia juga memiliki konstanta dielektrik yang tinggi, ukuran kemampuan material untuk menyimpan energi listrik, yang berkontribusi pada peningkatan efisiensi transistor.
Jika transistor ini dipasang ke dalam chip yang terbukti lebih cepat daripada chip buatan AS oleh Intel dan perusahaan lain, hal itu juga dapat memungkinkan China menghindari pembatasan saat ini terhadap pembelian chip canggih dan memanfaatkan pembuatan chip AS dengan beralih ke proses manufaktur yang benar-benar berbeda.
(rns/fay)
