Chip memori generasi baru menjanjikan pengurangan penggunaan energi

Juni 2022

By Catherine Jewel, Divisi Informasi dan Penjangkauan Digital, WIPO, Yuka Okkita dan Tomomi Taguchi, Kantor WIPO Jepang

Semikonduktor, “otak elektronik modern”, yang tanpanya perangkat digital yang kita gunakan setiap hari tidak akan berfungsi, bertanggung jawab untuk mendorong kemajuan teknologi digital selama beberapa dekade. Perusahaan perintis Jepang, Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. (SEL), adalah pemimpin dunia dalam bidang ini, dan terus melakukan terobosan baru dalam mengembangkan teknologi semikonduktor generasi mendatang berkinerja tinggi. Pendiri dan Presiden perusahaan, Tn. Shunpei Yamazaki, penemu "memori flash", adalah penemu paling produktif di dunia dalam hal jumlah paten diperolehnya, menurut Guinness World Records. Mr Yamazaki membahas komitmen SEL untuk mencapai netralitas karbon melalui inovasi, pentingnya kekayaan intelektual untuk model bisnis dan budaya inovasi terbuka yang mendukung karya perintis SEL.

Beri tahu kami tentang fokus pekerjaan SEL saat ini dan bagaimana hal itu mendukung tujuan lingkungan global.

Saya telah bekerja di bidang semikonduktor selama beberapa dekade, sejak saya menemukan dan mematenkan apa yang dikenal sebagai memori flash (paten no. JP 886343), pada usia 28 tahun 1970. Memori flash tertanam di sebagian besar elektronik perangkat yang kita gunakan setiap hari. Pada dasarnya, ini memungkinkan untuk menyimpan data dan informasi bahkan saat perangkat dimatikan. Memori flash juga merupakan bentuk memori semikonduktor atau penyimpanan data yang paling murah. Saya tidak pernah bermimpi bahwa integrasi skala besar silikon (Si LSI) – yang memungkinkan chip komputer menjadi sangat kuat dalam hal pemrosesan mikro dan kapasitas penyimpanan data – akan begitu tersebar luas, juga tidak akan berkontribusi pada pemanasan global karena konsumsi dayanya yang tinggi.

Pada tahun 2009, kami menemukan struktur kristal semikonduktor oksida baru (struktur CAAC), yang menghasilkan chip komputer atau LSI yang lebih hemat energi. Selama lebih dari 10 tahun, kami telah melakukan R&D intensif untuk meningkatkan kinerja LSI guna mengurangi konsumsi daya pusat data dan superkomputer.

Tujuan kami adalah membuat semikonduktor lebih hemat energi. Melalui karya rintisan kami, kami telah mengembangkan bahan semikonduktor baru dengan karakteristik retensi arus tinggi. Si FET memiliki arus bocor sekitar 10^-12A/µｍ saat dimatikan; di sisi lain, OS FET (transistor efek medan semikonduktor oksida kristal) memiliki arus off-state yang sangat rendah sebesar 10^-24A/µｍ. Itu berarti bahwa data dapat disimpan untuk waktu yang lama. Dengan memanfaatkan karakteristik retensi arus tinggi ini dan sifat kelistrikan silikon yang baik, kami telah mengembangkan struktur komposit Si/OS yang baru. Dengan memanfaatkan efek sinergis gabungannya, kami bertujuan untuk membuat perangkat semikonduktor dengan sifat hemat daya yang lebih besar yang dapat dicapai hanya dengan teknologi silikon. Penyerapan dan penggunaan yang luas dari teknologi baru ini akan memberikan kontribusi yang besar terhadap perang melawan pemanasan global.

Bagi mereka yang tidak terbiasa dengan semikonduktor, dapatkah Anda menyampaikan beberapa patah kata tentang peran yang mereka mainkan dan pentingnya mereka di dunia modern?

Semua perangkat elektronik yang kita gunakan setiap hari, smartphone, laptop, televisi, komputer, dan sebagainya, menggunakan semikonduktor. Penggunaannya telah menjadi begitu luas dan umum sehingga orang cenderung menganggap remeh peran dan kepentingannya. Orang umumnya tidak menyadari bahwa dalam menggunakan perangkat ini mereka mengkonsumsi listrik dalam jumlah besar, yang pada gilirannya berkontribusi terhadap pemanasan global.

Bagaimana pekerjaan SEL sesuai dengan ambisi Jepang dan negara lain untuk mendigitalkan dan mendekarbonisasi ekonomi mereka?

Rencana Aksi Strategi Pertumbuhan Jepang yang disetujui pada bulan Juni 2021, oleh Mr. Yoshihide Suga yang menjabat sebagai Perdana Menteri pada saat itu, menyoroti komitmen Pemerintah untuk mempromosikan pengembangan dan produksi teknologi semikonduktor canggih, mengingat sifat konsumsi energinya yang rendah. Strategi tersebut juga menguraikan tujuan Pemerintah untuk: a) menjadikan semua pusat data baru 30 persen lebih hemat energi pada tahun 2030; b) mengubah sebagian listrik yang digunakan oleh pusat data domestik menjadi energi terbarukan; dan c) menjadikan industri semikonduktor dan komunikasi informasi netral karbon pada tahun 2040.

Pada musim panas 2021, kami memiliki kesempatan untuk memperkenalkan teknologi LSI (OSLSI) semikonduktor kristal oksida hemat daya hemat daya SEL kepada Kementerian Ekonomi, Perdagangan, dan Industri (METI). Perdana Menteri telah diberitahu tentang potensi teknologi OSLSI SEL untuk berkontribusi pada tujuan kebijakan hijau pemerintah, dan tertarik untuk mempelajarinya lebih lanjut. Kami diundang untuk menyiapkan dokumen yang menguraikan sifat-sifat teknologi itu. Dokumen tersebut menjadi dasar pengarahan terperinci tentang SEL dan teknologi kami oleh Wakil Direktur Jenderal METI kepada Perdana Menteri. METI kemudian menyusul kami lagi.

Kami percaya bahwa mencapai serapan luas dan penggunaan teknologi perintis OSLSI kami akan memberikan kontribusi yang signifikan untuk mengatasi pemanasan global.

Pada tahun 2016, entri Anda diperbarui Guinness World Records sebagai penemu dengan hak paten terbanyak. Saat itu, Anda memiliki lebih dari 11,350 paten atas nama Anda. Apa yang menginspirasi pekerjaan Anda dan mendorong Anda untuk terus mengembangkan teknologi perintis di bidang ini?

Saya selalu mendapat nilai buruk di sekolah, tetapi di tahun kedua saya di universitas, saya mulai bekerja dengan Profesor Yogoro Kato (selanjutnya, dia menjadi Profesor Emeritus di Institut Teknologi Tokyo), dan dia sangat mendukung saya. Saya bekerja dengannya selama lima tahun. Ketika saya mengatakan kepadanya bahwa saya ingin pergi ke Universitas Stanford di Amerika Serikat, yang merupakan kiblat semikonduktor pada saat itu, dia sangat marah kepada saya dan meyakinkan saya untuk melanjutkan studi di Jepang di bawah bimbingannya. Anda tidak dapat membandingkan kehidupan, jadi saya tidak tahu apakah pilihan saya untuk menyerah pergi ke Amerika Serikat itu bagus atau tidak, tetapi itu jelas merupakan titik balik dalam hidup saya. Saya tidak memulai sebagai siswa yang brilian, tetapi terima kasih kepada Profesor Kato, yang membawa saya di bawah sayapnya, saya ada di sini hari ini. Dan saya melanjutkan penelitian saya untuk tetap percaya dengan ajarannya. Dia adalah guru yang hebat.

Semua perangkat elektronik yang kita gunakan setiap hari, smartphone, laptop, televisi, komputer, dan sebagainya menggunakan semikonduktor… Orang-orang pada umumnya tidak menyadari bahwa dalam menggunakan perangkat ini mereka mengonsumsi listrik dalam jumlah besar, yang berkontribusi terhadap pemanasan global.

SEL terus fokus pada pengembangan perintis, teknologi baru. Bagaimana cara mematenkan mendukung difusi dan penggunaan teknologi Anda di seluruh dunia?

Sebagai perusahaan yang berfokus pada R&D, paten sangat penting bagi kami, seperti yang diajarkan Profesor Kato kepada kami. Kekayaan intelektual adalah mekanisme yang hebat, tetapi paten tidak menghasilkan pendapatan kecuali produk yang mereka lindungi dapat dipasarkan. Sifat perusahaan khusus R&D sedemikian rupa sehingga sangat penting untuk memukul pasar sebanyak dan seefisien mungkin.

Dengan portofolio hak kekayaan intelektual kami, kami dapat dengan yakin mengajukan kasus terhadap pihak mana pun yang melanggar hak kami tanpa gentar. Dengan cara ini, kami dapat meningkatkan hak kami dan memperluas pangsa pasar kami secara efektif. Namun, penting untuk memiliki hak paten yang dapat dimanfaatkan dengan baik. Itu sebabnya penyusunan spesifikasi paten yang didasarkan pada hasil R&D dan yang secara jelas menyatakan tujuan dan efek dari paten itu sangat penting. Selain itu, penggunaan paten secara strategis sangat penting untuk memperluas kegiatan R&D, meningkatkan nilai paten, dan meningkatkan pendapatan dari lisensi. Penggunaan hak paten secara strategis juga dapat melibatkan tindakan hukum.

Bisakah Anda menjelaskan sedikit tentang budaya inovasi SEL dan prinsip panduannya?

Sejak SEL didirikan pada tahun 1980, kami telah berkomitmen untuk berkontribusi bagi kemajuan dunia melalui R&D. Mitra pertama kami adalah Sharp Corporation, pemimpin dunia dalam semikonduktor dan televisi layar kristal cair pada saat itu. Kemitraan itu muncul berkat perkenalan dari seorang kenalan. Namun, ketika kami mulai melakukan penelitian dengan Sharp, mereka menilai bahwa tingkat R&D kami terlalu rendah. Sejak saat itu, SEL bekerja keras untuk mencapai level yang diminta Sharp. Beberapa tuntutan mereka tampak berlebihan pada awalnya, tetapi kami berhasil mengikutinya.

Saya percaya bahwa hanya melalui R&D dan kerja keras kita akan berhasil. Ketika mitra Anda menunjukkan masalah spesifik yang perlu ditangani dan karyawan Anda bekerja keras untuk mencapainya, Anda akan mendapatkan hasil yang lebih baik. Menurut saya inovasi tidak akan pernah berhasil jika Anda hanya meminta pasangan Anda untuk mengajari Anda atau membuat segalanya menjadi mudah bagi Anda. Ini tidak akan berhasil jika Anda tidak memiliki komitmen dan dorongan untuk mencapai tingkat keahlian baru untuk memenuhi kebutuhan pasangan Anda. Untuk meningkatkan tingkat Litbang, penting untuk menemukan perusahaan yang akan mengembangkan Anda secara teknis, sekaligus mempertahankan hubungan yang setara sebagai mitra.

WIPO GREEN adalah platform publik yang berupaya mempromosikan inovasi global di bidang teknologi hijau. Apakah Anda bersedia mendukung inisiatif ini?

Mengatasi pemanasan global adalah masalah terpenting yang dihadapi umat manusia saat ini. WIPO HIJAU adalah inisiatif yang sangat penting yang berupaya memanfaatkan kekuatan sistem kekayaan intelektual untuk melindungi lingkungan. Kami melihat bahwa WIPO GREEN dapat menjadi sarana penting untuk memungkinkan penyerapan dan penggunaan yang cepat dan luas di seluruh dunia OSLSI, yang sangat hemat energi. Saya percaya bahwa kerja sama dengan organisasi internasional seperti WIPO sangat penting untuk mencapai tujuan ini.

Nasihat apa yang Anda miliki untuk para ilmuwan muda yang bercita-cita membangun masa depan yang lebih baik?

Di masa lalu, perusahaan Jepang digerakkan oleh komitmen terhadap kualitas dan kerja keras serta keyakinan bahwa kesulitan membuat orang bijak. Tapi hari ini, itu semua hilang. Kita perlu menyalakan kembali keyakinan itu jika kita ingin terus berkembang. Sumber daya manusia dan kekayaan intelektual sangat penting bagi Jepang. Kita perlu berbuat lebih banyak untuk mempromosikan pemahaman yang lebih besar di pengadilan tentang nilai kekayaan intelektual (IP) hak, dan paten pada khususnya. Kita juga perlu mempromosikan kesadaran yang lebih besar di kalangan masyarakat umum tentang pentingnya kekayaan intelektual. Satu-satunya cara bagi Jepang untuk tetap kompetitif secara internasional adalah dengan memanfaatkan kekayaan intelektual kita.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.wipo.int/wipo_magazine/en/2022/02/article_0006.html