perkembangan bidang mikroelektronika dan tantangannya dalam

Oleh
Prof. Dr. Samaun Samadikun
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri ITB
PERKEMBANGAN BIDANG
MIKROELEKTRONIKA
DAN TANTANGANNYA
DALAM PEMBANGUNAN
NASIONAL
Pidato llmiah pada Dies Natalis ke-30
Institut Teknologi Bandung
2 Maret 1989
-1-
Bapak-bapak, ibu-ibu, para hadirin sekalian yang kami hormati.
Assalamualaikum wr. wb.
Pada hari yang berbahagia ini, dimana kita bersama-sama merayakan Dies Natalis ke-30 ITB,
perkenankanlah kami membacakan makalah kami yang berjudul:
PERKEMBANGAN BIDANG MIKROELEKTRONIKA DAN
TANTANGANNYA DALAM PEMBANGUNAN NASIONAL
Pengantar
Bidang mikroelektronika pada saat ini telah masuk dalam banyak segi kehidupan sehari-hari
umat manusia maupun menunjang hampir semua bidang industri. Industri mikroelektronika
sendiri pada saat ini sudah tumbuh menjadi industri internasional yang besar dan untuk
beberapa negara merupakan tumpuan harapan pembangunan industrinya. Di Indonesia,
kehadiran industri elektronika juga sudah sejak lama/ tetapi masih kecil dibanding dengan
potensi yang dapat dipetik dari keseluruhan kegiatan ilmu, teknologi dan industri bidang
elektronika tersebut. Sudah waktunya Indonesia memberikan perhatiannya kepada bidang ini
sebelum peluang-peluangnya habis ditutup oleh negara-negara lain yang lebih jeli dalam
melihat kesempatan emas tersebut. ITB dalam memperingati hari jadinya yang ke-30 pada
hari ini, dan yang mencoba memproyeksikan perannya untuk jangka waktu 30 tahun
mendatang, harus dapat melihat peluang ini dan memelopori pengembangannya.
Perkembangan bidang mikroelektronika
Para hadirin sekalian yang kami hormati
Teknologi mikroelektronika telah masuk dalam banyak segi kehidupan manusia karena proses
penurunan harga dan perkembangan teknologinya yang sangat cepat. Hal ini akan makin
diperkuat dimasa mendatang dengan makin dominannya peran informasi sebagai bahan baku
yang dapat diolah untuk diberi nilai tambah. Suatu kejadian yang dianggap sebagai
permulaan dari era informasi ini ialah pada waktu ditemukannya tabung hampa udara yang
didalamnya mengandung tiga elektroda, atau yang lazim disebut tabung trioda, pada tahun
1907. Sayangnya, tabung hampa udara ini untuk dapat berfungsi memerlukan energi untuk
memanaskan katodanya, sehingga efisiensi pemanfaatan energinya tidak terlalu baik dan juga
membatasi umurnya. Tabung trioda ini juga mempunyai ukuran yang cukup besar.
Meskipun mempunyai kelemahan-kelemahan tersebut, teknologi tabung elektron telah
memberikan sumbangannya yang cukup besar kepada perkembangan bidang elektronika, dan
sampai sekarang masih merupakan penyelesaian paling baik untuk beberapa pemakaian
tertentu.
Kelemahan-kelemahan yang ada pada tabung elektron, beberapa diantaranya dapat diatasi
dengan ditemukannya transistor pada tahun 1947. Pemanfaatan secara maksimal dari
penemuan tersebut baru disadari setelah dimungkinkan untuk meproduksi transistor serta
sambungan-sambungan antara transistor pada waktu bersamaan, sehingga dengan demikian
dapat dihasilkan sekali jadi sebuah rangkaian elektronik yang fungsional diatas sekeping
silikon yang kecil. Penemuan tersebut juga membuka lembaran baru dalam bidang
-2-
elektronika, yaitu dimulainya era elektronika dengan menggunakan bahan semikonduktor zat
padat, dan juga era elektronika yang menggunakan unsur-unsur berukuran mikron atau
mikroelektronika.
Perkembangan dalam bidang mikroelektronika pada saat ini diukur berdasarkan beberapa
kriteria, umpamanya berapa kecepatan yang diperlukannya unluk melakukan fungsi perkalian
dua bilangan dengan ketelitian tertentu serta beaya yang diperlukan untuk pembuatannya.
Ternyata kecepatan rangkaian dan harga pembuatan rangkaian tersebut dapat diperbaiki
makin banyak kita dapat mengintegrasikan transistor diatas suatu luas permukaan silikon
tertentu. Jadi makin tinggi kepadatan rangkaian, makin tinggi pula kecepatannya melakukan
fungsi tertentu, dan makin murah pula harga pembuatannya, sehingga kemenangan
perlombaan teknologi mikroelektronika saat ini diutarakan dalam ukuran terkecil yang dapat
dibuat atau banyaknya transistor yang dapat diintegrasikan dalam suatu luas tertentu
permukaan chip silikon. Industri mikroelektronika saat ini telah mampu membuat unsur-unsur
terkecil sebesar satu mikrometer dan mengintegrasikan kira-kira 10 juta komponen didalam
sebuah chip silikon yang berukuran 10 mm kali 10 mm.
Perkembangan ini akan terns berlanjut, dan sudah mulai dibahas bagaimana memanfaatkan
kemampuan sistem ME bila pada pergantian abad nanti dimungkinkan untuk
mengintegrasikan satu milyar transistor diatas sebuah chip.
TV. 10000 Q
µP 100K
Perkembangan bidang mikroelektronika memerlukan perkembangan dalam bidang-bidang
lain tetapi juga memacu perkembangan bidang-bidang tertentu. Diperlukan bahan silikon
yang sangat murni dan mempunyai struktur kristal yang sempurna, untuk kemudian
dicampuri dengan bahan-bahan tertentu dalam jumlah kecil dengan kelelitian yang tinggi.
Disamping itu diperlukan juga kemampuan untuk menempelkan lapisan-lapisan yang tipis,
serta kemudian melakukan fotolitografi dan mengetsanya menggunakan plasma gas.
Kemampuan melakukan perancangan untuk merangkaikan jutaan transistor dalam satu chip
juga merupakan tantangan tersendiri bagi seorang perencana sistim elektronik. Perancangan
dan analisa rangkaian pada saat ini sudah tidak mungkin dilakukan tanpa bantuan komputer,
sehingga ada simbiosa yang sinergetik antara bidang komputer dan mikroelektronik, makin
tinggi kemampuan komputer, makin canggih pula chip yang dapat dirancang dengan
komputer tersebut, dan chip yang berkemampuan tinggi tersebut akan menghasilkan
komputer yang makin canggih pula. Hasil akhir dari kegiatan perancangan tersebut dapat
berupa sistem telekomunikasi, sistim instrumentasi dan kontrol atau sistim komputer.
Teknologi mikroelektronika juga memberikan kemampuan untuk membuat struktur
mekanis dalam ukuran mikron, dan bila hal ini dipakai untuk membuat sensor dan aktualor,
serta digabung dengan sistim pengolahan sinyal dalam satu chip, maka diperoleh sistim
sensor yang cukup "pandai"
Fungsi-fungsi logika yang saat ini telah dapat dilakukan dengan sangat murah oleh rangkaian
mikroelektronik, dapat juga dilakukan oleh komponen-komponen lain yang tidak berdasar
komponen elektronik yang mengatur aliran elektron. Didalam sistim biologis, fungsi logika
dilakukan oleh komponen-komponen ionik yang disebut neuron. Bila dalam sistim elektronik
operasi logika dilakukan dengan kecepatan nanosekon atau seperseribu mikrosekon, maka
dalam sistim neuron yang berdasarkan aliran ion, operasi logika dilakukan dengan kecepatan
milisekon. Beda lain dari sistim neuron dengan sistim logika mikroelektronik ialah dalam
-3-
arsitekturnya dan tidak adanya algoritma yang mengaturnya. Meskipun cara kerja elemenelemen sistim ionik pelan, akan tetapi ia lebih pandai untuk melakukan analisa yang rumit
seperti dalam pengenalan citra, sedangkan sistim mikroelektronik lebih baik untuk
penghitungan numerik yang memerlurkan kecepatan.
Untuk keperluan perhitungan yang lebih cepat lagi maka keterbatasan kecepatan perjalanan
elektron menjadi kendala utama, sehingga perlu dicari cara-cara lain untuk mengatasinya.
Salah satu cara ialah dengan mengatur aliran foton dalam elemen-elemen logika fotonik,
sehingga dapat diperoleh sistim yang jauh lebih cepat dari sistim elektronik. Arah
perkembangan ke sistim ionik dan fotonik ini mewarnai penelitian dalam sistim logika, yang
dapat menjadi anjang penelitian yang subur bagi para ahli fisika, kimia dan material.
Bapak-bapak, ibu-ibu, para hadirin sekalian yang kami hormati.
Tantangan bidang mikroelektronika
Bagi orang yang sehari-hari bekerja dalam bidang mikroelektronik/ tantangannya sudah jelas
seperti yang diutarakan diatas. Kecantikan bidang ini telah menghasilkan seniman-seniman
elektronik yang seolah kecanduan dan lupa makan-tidur untuk menggali kecantikan tersebut
semaksimal mungkin, disamping tentunya para profesional yang lebih realistis dalam
menggali penghasilan dari bidang ini.
Dalam skala lain yang makro, untuk beberapa negara, bidang mikroelektronika merupakan
sumber penghasilan devisa dan pencipta lapangan kerja yang utama. Beberapa negara lain
melihat teknologi mikroeleklronika sebagai sesualu yang Iebih fundamental, karena teknologi
ini diperkirakan akan menjadi dasar dari suatu revolusi industri baru yang akan jauh lebih
berpengaruh dibanding dengan revolusi industri yang diakibatkan oleh mesin uap. Berada
dibaris depan dari teknologi ini akan menjadi modal untuk memberikan kemakmuran bagi
bangsanya. Oleh karenanya berbagai kebijaksanaan mereka ciptakan khusus/ untuk dapat
mengembangkan bidang ini serta berbagai industri yang berkaitan dengannya.
Pada taraf yang paling sederhana, yang banyak ditakukan oleh negara yang sedang
berkembang, diusahakan untuk dapat memanfaatkan bagian dari industri elektronika yang
padat karya. Sebagian besar kegiatannya berupa perakitan peralatan elektronika yang dipakai
dirumah tangga serta bagian dari produksi komponen IC yang padat karya dan tidak
memerlukan investasi yang tinggi. Meskipun kegiatannya sederhana, akan tetapi bila
diIakukan dengan konsisten maka kegialan ini dapat diandalkan sebagai pencipta lapangan
kerja dan penghasil devisa yang tidak kecil. Di Malaysia, kegiatan industri ini setiap tahun
menghasilkan devisa sebesar 2,5 milyar US$ dan pada saat ini merupakan pencipta lapangan
kerja yang paling besar dalam industri manufaktur. Sebagian besar investasi dilakukan oleh
perusahaan asing. Untuk negara-negara yang telah melampaui tahap ini, seperti Singapore
dan Korea, maka diusahakan untuk masuk dalam industri-industri tertentu yang
memanfaatkan teknologi mikroelektronika dengan semaksimal mungkin, seperti industri
telekomunikasi dan komputer, yang didalamnya termasuk perangkat keras dan lunak serta
industri komponen semikonduktor. Untuk Korea yang memulai usaha ini sekitar tahun 1980,
pada tahun 1987 telah mampu melakukan ekspor peralatan komputer seharga 1,1 milyar
US$, sedangkan untuk Singapore ekspor industri elektronikanya sebesar 7 milyar US$ per
tahun merupakan hampir 50% dari seluruh ekspor negara tersebut. Untuk Jepang yang
keadaanya lebih maju lagi, maka usahanya ialah untuk menjaga mempertahankan
pertumbuhan yang tinggi dalam bidang ini dengan usaha yang terkoordinasikan antara
-4-
industri, lembaga-lembaga penelitian dan pemerintah. Pada umumnya negara-negara yang
telah berhasil dalam mengembangkan industri elektronikanya mempunyai beberapa
kesamaan dalam cara pendekatannya, yaitu:
— Berorientasi pada ekspor.
— Mempunyai kebijaksanaan khusus untuk bidang elektronika yang menyangkut
pengelolaan, permodalan dan perpajakan.
— Kaitan dengan industri luar negeri.
— Menyiapkan dukungan tenaga ahli dan lembaga penelitian yang dikaitkan erat dengan
usaha ekspor.
Yang tidak terlalu berhasil dalam mengembangkan industri elektronikanya kebanyakan
menggunakan strategi substitusi impor dan tidak terlalu peka untuk teknologi baru karena
terlindung dari persaingan perdagangan internasional.
Para hadirin sekalian yang kami hormati
Keadaan industri elektronika di Indonesia
Sampai saat ini telah tumbuh sejumlah industri elektronika, baik untuk keperluan rumah
tangga maupun profesional, yang jumlah keseluruhannya telah mencapai kira-kira 100
perusahaan. Industri elektronika rumah tangga pada umumnya bekerja sama dengan industri
luar negeri secara lisensi atau agen tunggal perakitan untuk produk dengan merek tertentu.
Cara kerjasama semacam ini telah berlangsung kurang lebih 20 tahun meskipun kurang
dirasakan adanya kemajuan pentahapan penguasaan teknologi didalam negeri, khususnya
teknologi rancang bangun. Hasil produk yang dirakit pada umumnya mempunyai nilai jual
yang relatip tinggi, sehingga mengundang adanya penyelundupan produk sejenis yang makin
mematikan usaha penyehatan dan pengembangan industri elektronika di Indonesia. Hal ini
disebabkan karena tingginya harga komponen yang dibelinya dari mitra usaha luar negeri,
jumlah produksi yang tidak cukup tinggi karena banyaknya merek, dan juga karena tidak
memiliki kekuatan rekayasa atau unit penelitian dan pengembangan yang tangguh untuk
mendukung posisinya dalam usaha tawar menawar dengan fihak luar negeri. Melebarkan
pasaran ke luar negeri juga tidak mudah karena harganya yang tidak kompetitip.
Ada beberapa industri elektronika yang bergerak dalam bidang telekomunikasi dan komputer
yang juga bekerja sama dengan perusahaan luar negeri, tetapi sifatnya lebih independen. Hal
ini disebabkan karena perusahaan-perusahaan ini sebagian besar diprakarsai oleh unsur-unsur
yang mempunyai kemampuan teknis, sedangkan dalam industri elektronika rumah tangga
sebagian besar diprakarsai oleh pedagang.
Pada waktu yang lampau ada dua industri yang bergerak dalam perakitan komponen IC tetapi
saal ini telah tidak beroperasi lagi. Satu diantaranya, yaitu yang berlokasi di Bandung, diambil
alih oleh sebuah konsorsium perusahaan Indonesia dan asing dan masih meneruskan
usahanya dalam perakitan IC. Beberapa puluh industri semacam ini beroperasi di negaranegara tetangga kita, yang menyerap ratusan ribu tenaga kerja dan rnenghasilkan beberapa
milyar dollar devisa setiap tahun. Kurangnya minat industri ini ke Indonesia ialah karena
insentip yang diberikan Indonesia tidak sebaik yang diberikan oleh negara-negara tetangga
kila. Industri elektronika Indonesia pada saat ini memproduksi barang seharga kira-kira 200
juta US$, dan ekspornya ialah sebesar kira-kira 15 juta US$.
-5-
Para hadirin yang kami hormati
Langkah-langkah pengembangan bidang mikroelektronika di Indonesia
Tujuan yang ingin dicapai dengan pengembangan bidang mikroelektronika di Indonesia ialah
agar peluang-peluang yang terkandung dalam bidang tersebut dapat dimanfaatkan semaksimal
mungkin untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat Indonesia. Melihat keadaan industri
elektronika di Indonesia pada saat ini dan dibandingkan dengan negara-negara lain yang
tampaknya lebih berhasil dalam pengembangannya, maka pengembangan di Indonesia dapat
diarahkan untuk:
— Meningkatkan daya saing produk elektronika buatan Indonesia di pasaran
internasional.
— Meningkatkan kemampuan untuk melakukan rancang bangun dan rekayasa.
— Menciptakan iklim sehingga investasi dari dalam maupun luar negeri dalam bidang
ini dapat ditingkatkan.
ITB sebagai lembaga pendidikan teknologi terkemuka di Indonesia sebaiknya memainkan
peran yang lebih luas daripada sekedar menghasilkan tenaga ahli bidang mikroelektronika.
Banyak universitas terkemuka didunia menjadi pendorong utama suatu teknologi tertentu
didaerah tempat keberadaannya. Lembah Silikon di Kalifornia, sebagai pusat pengembangan
bidang mikroelektronika, tumbuh disekitar Universitas Stanford karena peran universitas
tersebut. Disini lembaga pendidikan berperan sebagai sumber ilmu dan teknologi, dan juga
menghasilkan manusia-manusia yang akan menerapkan hasil interaksi antara universitas dan
masyarakat lingkungannya. Untuk dapat terjadi sinergisme yang menghasilkan suatu kegiatan
ekonomi, maka diperlukan dukungan lain seperti komitmen pemerintahan setempat terhadap
kegiatan tersebut dan dana modal ventura.
Gagasan untuk menjadikan dataran tinggi Bandung sebagai pusat kegiatan industri elektronika
bukanlah suatu konsep baru bagi ITB. Rektor ITB terdahulu, yaitu Prof. Iskandar Alisyahbana,
telah mencetuskan gagasan tersebut pada tahun 70-an. Beliau juga tidak sekedar mencetuskan
gagasan saja, tetapi bersama-sama dengan rekan-rekan dari Laboratorium Radio dan
Microwave ITB mendirikan industri elektronika di lereng lembah Bandung, yang sampai
sekarang masih beroperasi. Keadaan lembah Bandung pada saat ini, diambang dekade 90-an,
sudah jauh berbeda dibanding saat dekade 70-an. Lembaga-lembaga penelitian seperti LENLIPI dan LITBANG Perumtel saat ini telah menjadi lembaga yang besar dan disegani. Industri
elektronika seperti PT. INTI telah memperoleh investasi yang cukup besar dan diharapkan
dapat menjadi referensi bagi industri yang memproduksi peralatan elektronika profesional.
Industri strategis pada umumnya, dan IPTN serta PINDAD pada khususnya yang bertokasi di
lembah Bandung, dapat menjadi pemakai dan pencetus gagasan peralatan eleklronika.
Dengan adanya terminal petikemas di Gedebage, maka Bandung juga dekat dengan pasaran
nasional dan internasional. ITB yang mempunyai jurusan Teknik Elektro yang paling besar di
Indonesia, juga telah mampu menempatkan dirinya ditempat terdepan dibeberapa segi sistim
mikroelektronik. Dengan akan beroperasinya Pusat Antar Universitas bidang Mikroelektronika
tahun 1990, maka hal tersebut akan lebih ditunjang lagi.
Mengingat hal-hal tersebul diatas, maka kami mengajak ITB untuk memprakarsai
pengembangan dataran tinggi Bandung menjadi Lembah Mikroelektronika. Adanya kegiatan
mikroelektronik yang aktip di Bandung akan dapat mendorong kegiatan-kegiatan lain karena
sifat dukungan teknologi mikroelektronika ke banyak bidang teknologi lain, Pengembangan
Lembah Mikroelektronika disekeliling ITB merupakan suatu usaha yang panjang dan terus
-6-
menerus. Untuk itu perlu dilakukan perencanaan yang matang dan teliti, yang dapat
diintegrasikan dalam rencana studie ITB yang bertujuan untuk menentukan peran dan
fungsinya untuk 30 tahun yang kedua, yaitu dari tahun 1990 sampai tahun 2020. Disamping
perancangan setempat, sebaiknya ITB juga harus dapat memproyeksikan kegiatan Lembah
Mikroelektronika tersebut ke taraf nasional, dan kemudian ketaraf regional dan internasional.
Ini semua ditujukan agar bidang mikroelektronika dapat berperan lebih aktip dalam perioda
25 tahun kedua dari pembangunan bangsa Indonesia, sehingga dapat lebih memberikan
sumbangannya bagi kesejahteraan rakyat Indonesia dimasa-masa mendatang.
Terima Kasih
Wassalam wr. wb.
-7-