Samsung Electronics baru saja mengumumkan inovasi luar biasa dalam teknologi memori non-volatile dengan pengembangan chip berbasis Ferroelectric Field-Effect Transistor (FeFET). Teknologi ini memungkinkan penyimpanan hingga lima bit data per sel dan menurunkan konsumsi daya sampai 96% dibandingkan chip NAND flash konvensional.
FeFET bukan hanya peningkatan biasa, melainkan menawarkan paradigma baru dalam arsitektur memori. Keunggulan ini berpotensi mendukung perangkat AI, pusat data, smartphone, hingga kendaraan listrik yang sangat membutuhkan efisiensi energi tinggi.
Kelemahan Chip NAND Flash yang Sudah Ada
Dalam dua dekade, NAND flash menjadi tulang punggung penyimpanan data di berbagai perangkat elektronik. Namun, seiring meningkatnya kebutuhan kapasitas, teknologi NAND mulai menunjukkan batasan signifikan. Struktur NAND mengaktifkan banyak sel dalam satu string saat melakukan pembacaan, sehingga daya mengalir ke sel yang tidak sedang digunakan.
Akibatnya, konsumsi daya semakin meningkat dan panas berlebih menjadi masalah utama, terutama pada chip 3D NAND dengan densitas tinggi. Efisiensi performa menurun saat beban kerja baca-tulis intensif seperti AI dan big data terus naik. Kondisi ini mendorong Samsung mencari teknologi alternatif yang lebih efisien, seperti FeFET.
Apa Itu FeFET dan Bagaimana Cara Kerjanya?
FeFET merupakan transistor unik yang memanfaatkan lapisan ferroelektrik pada gerbangnya untuk menyimpan data secara permanen tanpa memerlukan daya tambahan. Samsung menggunakan kombinasi bahan hafnia (HfO₂) dan zirkonium (ZrO₂) sebagai material ferroelektrik yang stabil dan kompatibel dengan teknologi manufaktur CMOS.
Satu sel FeFET mampu menyimpan sampai lima bit data, jauh melampaui kapasitas sel pada NAND flash konvensional yang berkisar tiga hingga empat bit per sel. Teknologi ini dapat diintegrasikan dalam desain chip 3D padat dan skala nano sehingga memberikan potensi peningkatan densitas memori.
Keunggulan Efisiensi Energi FeFET
Dalam pengujian Samsung, chip FeFET terbukti mengurangi konsumsi daya hingga 96% dibandingkan chip NAND flash untuk beban kerja yang setara. Penghematan energi terjadi karena:
- Akses selektif per sel, sehingga hanya sel yang dibutuhkan yang aktif tanpa membuka seluruh string.
- Tegangan operasional lebih rendah berkat sifat ferroelektrik yang membutuhkan energi switching kecil.
Efisiensi ini membawa dampak besar bagi berbagai sektor, seperti pengurangan biaya listrik di pusat data, perpanjangan masa pakai baterai pada smartphone dan laptop, serta kemampuan menjalankan model AI besar di perangkat edge tanpa boros daya.
Kesiapan FeFET untuk Produksi Skala Besar
FeFET mampu tetap stabil pada node fabrikasi 25 nanometer dan desain tumpukan 3D, sebuah tantangan yang kerap menghadang teknologi memori baru lainnya. Kestabilan ini memungkinkan pembuatan chip dengan densitas lebih tinggi dibanding NAND flash saat ini.
Integrasi FeFET dengan prosesor AI dan pengembangan arsitektur komputasi in-memory juga membuka peluang transformasi sistem memori pada perangkat masa depan. Dengan begitu, FeFET bukan hanya substitusi NAND, melainkan juga sebuah pionir teknologi memori generasi baru.
Potensi Aplikasi FeFET di Berbagai Industri
Samsung mengantisipasi FeFET bakal merevolusi beberapa bidang berikut:
- AI dan Machine Learning: Penyimpanan cepat dan hemat energi sangat diperlukan untuk model AI yang kompleks.
- IoT dan perangkat edge: Memperpanjang masa operasional dengan baterai kecil di sensor dan perangkat pintar.
- Otomotif dan medis: Memori andal dan hemat energi pada kendaraan otonom serta perangkat medis implantable.
Tantangan Menuju Komersialisasi
Meski prospek cerah, FeFET masih menghadapi beberapa tantangan, yakni daya tahan siklus tulis/hapus yang harus mencapai lebih dari 100.000 siklus agar kompetitif, keseragaman produksi agar sel-sel memori stabil, serta kompatibilitas dengan sistem operasi dan driver perangkat.
Samsung optimistis bahwa dalam 3 sampai 5 tahun kedepan tantangan ini dapat teratasi berkat investasi riset dan pengalaman selama puluhan tahun mereka di industri memori.
Respons Industri dan Persaingan Teknologi Memori
Belum ada tanggapan resmi dari kompetitor seperti SK Hynix dan Micron. Namun, pengembangan teknologi FeFET ini diprediksi akan memicu perlombaan R&D global untuk teknologi penyimpanan generasi berikutnya.
Beberapa perusahaan dan institusi lain juga tengah mengembangkan teknologi ferroelektrik dan memori hybrid, tetapi Samsung unggul dalam penggunaan material hafnia-zirkonium yang kompatibel dengan proses manufaktur skala besar.
Teknologi FeFET berpotensi mengubah tata kelola penyimpanan data dunia. Dengan efisiensi energi tinggi, kapasitas lebih besar, dan kestabilan di skala nano, teknologi ini dapat menggantikan NAND flash sebagai standar utama penyimpanan data dalam lima tahun ke depan. Samsung pun siap menjadi pelopor dalam era baru revolusi penyimpanan data global.
-
-
-
-
