Rencana Ambisius Jepang untuk Mengubah Hokkaido Menjadi Pusat Chip Global

Mengapa Hokkaido menjadi pusat kebangkitan industri chip Jepang

Hokkaido terkenal dengan peternakan sapi perah, ladang lavender, dan salju tebal. Namun, pulau ini kini menjadi lokasi dorongan industri paling agresif di Jepang dalam satu generasi. Derek dan pembangunan ruang bersih mengubah kawasan pinggiran Chitose, dekat Bandara New Chitose. Tujuannya sederhana sekaligus berani: memulai era baru manufaktur semikonduktor canggih di Jepang dan mengurangi ketergantungan pada pasokan luar negeri, pada saat chip menggerakkan segala hal mulai dari mobil dan ponsel hingga pusat data dan kecerdasan buatan.

Ujung tombak proyek ini adalah Rapidus, perusahaan pengecoran chip Jepang yang relatif baru, didirikan pada 2022 dengan dukungan delapan raksasa industri negara itu serta sokongan kuat dari Tokyo. Dalam waktu singkat, Rapidus memperoleh pengetahuan proses terdepan melalui kolaborasi, memasang peralatan litografi ultraviolet ekstrem di Hokkaido, dan menghasilkan perangkat prototipe 2 nm yang berfungsi di jalur percontohan. Perusahaan menargetkan produksi massal pada paruh akhir dekade ini. Jika jadwal tersebut terpenuhi, Jepang akan kembali masuk ke jajaran terdepan produsen chip paling canggih untuk pertama kalinya dalam beberapa dekade, bersama TSMC dari Taiwan dan Samsung dari Korea Selatan.

Taruhannya besar. Pasar chip global bernilai ratusan miliar dolar setiap tahun. Permintaan meningkat seiring produsen mobil beralih ke kendaraan listrik dan penyedia cloud serta perusahaan rintisan berlomba menerapkan AI. Gangguan pasokan selama pandemi memperlihatkan betapa rapuhnya rantai pasok chip. Bagi Jepang, yang dahulu memproduksi lebih dari separuh semikonduktor dunia tetapi kini hanya menyumbang sebagian kecil, merebut kembali sebagian produksi chip penting juga merupakan persoalan keamanan ekonomi.

Siapa Rapidus dan apa rencana di Chitose

Rapidus dibentuk sebagai konsorsium yang mencakup Toyota, Sony, NTT, SoftBank, Kioxia, Denso, NEC, dan MUFG, dengan dukungan strategis dari Kementerian Ekonomi, Perdagangan, dan Industri. Perusahaan ini melisensikan teknologi logika 2 nm utama dari IBM, menjalin kerja sama dengan lembaga riset Belgia imec, dan berencana membangun pabrik baru bernama IIM 1 di Chitose. Lokasi tersebut dipilih karena memiliki lahan industri yang luas, akses terhadap listrik dan air, serta bandara yang mempersingkat waktu logistik bagi pekerja dan peralatan sensitif.

Pilihan desain di IIM 1 mencerminkan kebutuhan teknis sekaligus sentuhan lokal. Kompleks pabrik akan dilapisi rumput agar menyatu dengan lanskap Hokkaido. Pemerintah daerah juga menyebut lokasi tersebut relatif lebih kecil kemungkinannya terdampak gempa besar dibandingkan wilayah lain di negara itu. Rapidus memasang sistem penanganan otomatis penuh dan peralatan proses generasi berikutnya yang dirancang untuk transistor gate all around di kelas 2 nm.

Salah satu komponen utama perangkat tersebut adalah litografi ultraviolet ekstrem. Rapidus telah menerima sistem ASML TWINSCAN NXE:3800E, satu-satunya model EUV yang tersedia luas dan mampu mendukung manufaktur volume tinggi pada node terdepan. Perusahaan membuka jalur percontohan pada awal 2025, lalu memverifikasi pengoperasian perangkat prototipe 2 nm. Rapidus tetap menargetkan dimulainya produksi massal pada 2027 jika target hasil produksi dan kualitas tercapai.

Direktur utama Rapidus Atsuyoshi Koike, seorang insinyur chip berpengalaman, mempertahankan laju cepat dan pesan yang jelas tentang pentingnya kolaborasi internasional serta urgensi.

Sebelum menyampaikan pernyataannya, perlu diketahui perannya. Koike memimpin Rapidus dan mengawasi proyek Chitose sejak awal. Ia menekankan kecepatan pengembangan sekaligus nilai kemitraan dengan pemilik teknologi di luar negeri.

Kami berhasil memproduksi prototipe 2 nm untuk pertama kalinya di Jepang, dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya di Jepang maupun di dunia.

Koike juga menegaskan bagaimana kemitraan membantu tim bergerak cepat dan mengapa ia ingin bersaing lewat produksi khusus dengan waktu pengerjaan cepat, bukan semata-mata lewat skala produksi.

Kerja sama dengan perusahaan global sangat penting untuk memperoleh teknologi di tingkat ini. Keunggulan kami adalah kecepatan; kami dapat memproduksi dan mengirimkan chip tiga hingga empat kali lebih cepat daripada perusahaan lain.

Ambisi saja tidak menjamin keberhasilan. Perusahaan masih harus beralih dari membuktikan fungsi perangkat di jalur percontohan ke produksi massal yang stabil, sebuah tahap yang telah menjadi tantangan bagi banyak pendatang baru sebelumnya.

Mengapa Hokkaido cocok untuk manufaktur chip canggih

Lokasi sangat penting bagi pabrik semikonduktor mutakhir. Hokkaido menawarkan sejumlah keunggulan yang berulang kali disebut para eksekutif dan pejabat. Pulau ini memiliki air yang melimpah, iklim sejuk yang membantu pendinginan pusat data dan fasilitas, serta hamparan lahan luas yang dapat dikembangkan dibandingkan kawasan perkotaan yang padat. Hokkaido juga memiliki potensi besar untuk energi terbarukan dari angin, air, dan matahari, yang dalam jangka panjang dapat membantu mengimbangi kebutuhan listrik besar untuk produksi chip.

Keunggulan alam tersebut didukung oleh kebijakan. Visi Promosi Industri Semikonduktor dan Digital Prefektur Hokkaido menyerukan pembentukan klaster terpusat yang dapat menarik investor dan menyebarkan manfaat ke seluruh wilayah. Para pemasok sudah mengikuti Rapidus ke Chitose. ASML, Tokyo Electron, Applied Materials, dan Lam Research termasuk pemimpin peralatan dan material yang mulai membangun kehadiran lokal untuk melayani pabrik baru tersebut. imec dan mitra riset lainnya bekerja sama dengan universitas dan pusat pelatihan untuk menyiapkan tenaga berbakat serta proyek bersama.

Dampak lokal terlihat dari meningkatnya permintaan akan tenaga kerja terampil, perumahan, layanan, dan logistik di sekitar koridor bandara. Perencana kota Chitose tengah menyiapkan akomodasi dan koneksi transportasi, sementara bisnis mulai dari konstruksi hingga restoran bersiap menyambut masuknya para insinyur, teknisi, dan keluarga mereka.

Persoalan pendanaan

Jepang menggelontorkan dana besar untuk membawa kembali produksi semikonduktor canggih ke dalam negeri. Upaya ini jauh melampaui pembangunan satu pabrik. Cakupannya meliputi subsidi bagi produsen domestik dan asing, program riset, serta undang-undang baru yang berfokus pada keamanan ekonomi. Meski demikian, biaya untuk mengejar ketertinggalan di lini terdepan sangat besar jika diukur dengan standar apa pun.

Berapa biayanya

Perkiraan industri menunjukkan Rapidus membutuhkan sekitar 5 triliun yen untuk membiayai tahap awal produksi massal. Dukungan pemerintah sejauh ini telah mencapai miliaran dolar, dengan paket tambahan untuk AI dan semikonduktor diumumkan pada akhir 2024. Berbagai laporan juga menyebut Tokyo berencana menginvestasikan tambahan 100 miliar yen pada tahun fiskal 2025. Langkah ini akan menjadikan negara sebagai pemegang saham mayoritas sekaligus mempercepat dorongan nasional untuk membangun kapasitas produksi domestik. Meski komposisi pasti hibah, insentif pajak, dan jaminan berubah setiap kali anggaran disusun, arahnya tetap sama: dukungan publik yang lebih besar untuk memulai produksi chip terdepan di Jepang.

Dana publik dan perangkat kebijakan

Subsidi berjalan beriringan dengan berbagai inisiatif kebijakan. Kerangka Promosi Keamanan Ekonomi Jepang bertujuan mengamankan rantai pasok penting. Pemerintah telah menetapkan perusahaan seperti ROHM sebagai penyedia produk penting dan memperluas dukungan kepada produsen memori seperti Micron untuk ekspansi fasilitas di Hiroshima. Langkah lainnya mencakup pendanaan riset melalui Leading edge Semiconductor Technology Center dan insentif untuk menarik investasi asing. Secara paralel, TSMC mendapat dukungan untuk fasilitas baru di Kumamoto, yang sudah memproduksi perangkat 12 hingga 28 nm dan tengah membangun pabrik kedua yang dijadwalkan mulai beroperasi sekitar 2027.

Bagi Rapidus, dukungan publik mengurangi risiko awal, tetapi tidak menghapus kebutuhan akan investasi swasta yang besar atau disiplin yang diperlukan untuk mendapatkan dan mempertahankan pelanggan. Para pengkritik khawatir perusahaan akan terus bergantung pada subsidi. Para pendukung berpendapat bahwa tanpa pendanaan tegas, Jepang akan semakin tertinggal. Hasilnya akan bergantung pada seberapa cepat Rapidus dapat mengubah prototipe menjadi produk andal dengan hasil produksi tinggi yang dipercaya pelanggan.

Perlombaan teknologi 2 nm

Sasaran utama Rapidus adalah 2 nm, yang menempatkannya berhadapan dengan pesaing kelas dunia. Memahami arti sasaran tersebut membantu menjelaskan antusiasme sekaligus sulitnya tugas ini.

Makna sebenarnya dari 2 nm

Nama node proses seperti 7 nm, 3 nm, atau 2 nm merupakan istilah ringkas industri. Nama-nama tersebut tidak lagi merujuk pada satu dimensi fisik tertentu di dalam chip. Sebaliknya, istilah itu menandakan generasi teknologi proses dengan fitur yang lebih kecil, desain transistor baru, dan susunan jalur yang lebih rapat. Di kelas ini, perusahaan pengecoran chip terdepan menggunakan transistor gate all around, dengan kanal yang dibungkus gerbang dari beberapa sisi untuk meningkatkan kendali dan mengurangi kebocoran arus. Hasilnya dapat berupa kinerja lebih tinggi dan konsumsi daya lebih rendah pada kecepatan clock yang sama dibandingkan node sebelumnya.

Mengapa EUV penting

Kemajuan menuju node ini membutuhkan litografi ultraviolet ekstrem. EUV menggunakan panjang gelombang cahaya yang jauh lebih pendek dibandingkan peralatan ultraviolet dalam untuk generasi sebelumnya. Hal itu memungkinkan pola fitur yang sangat kecil dibuat dengan lebih presisi. ASML adalah satu-satunya perusahaan yang memproduksi pemindai EUV. Model NXE:3800E yang dipasang Rapidus dirancang untuk throughput tinggi pada node logika paling canggih. Memasang dan mengoperasikan salah satu mesin rumit ini merupakan pencapaian tersendiri karena membutuhkan keterampilan khusus, lingkungan yang sangat bersih, dan koordinasi ketat di antara puluhan pemasok.

Tantangan terberat adalah hasil produksi

Keberhasilan memproduksi perangkat yang berfungsi di jalur percontohan membuktikan bahwa rangkaian proses dapat bekerja. Produksi massal berbeda. Perusahaan pengecoran chip harus menghasilkan ribuan wafer per bulan dengan tingkat hasil produksi tinggi, yang berarti sebagian besar chip pada setiap wafer memenuhi standar ketat kinerja dan keandalan. Peningkatan hasil produksi membutuhkan waktu, modal, dan proses iterasi bersama pelanggan. TSMC dan Samsung memiliki pengalaman mendalam di bidang ini, yang menjadi salah satu alasan keduanya mendominasi di lini terdepan. Rapidus perlu bergerak cepat dalam pengendalian proses, pengurangan cacat, dan waktu operasional peralatan agar mampu bersaing.

Peta persaingan juga terus berubah. TSMC telah memulai pekerjaan awal pada 2 nm dan terus menyempurnakan 3 nm. Samsung menyampaikan jadwalnya sendiri untuk 2 nm. Intel mendorong proses Intel 18A, yang dalam istilah industri kerap digambarkan kurang lebih setara dengan kelas 1,8 nm, meski konvensi penamaannya berbeda. Intinya, persaingan berlangsung ketat dengan banyak pemimpin yang meningkatkan proses mereka setiap tahun.

Pelanggan, pesaing, dan strategi

Mendapatkan pelanggan sama pentingnya dengan membangun pabrik. TSMC dan Samsung telah lama menjalin hubungan dengan produsen ponsel, perusahaan cloud, dan perancang chip. Kemitraan tersebut memengaruhi pilihan desain dan bahkan pengembangan bersama di lokasi yang sama, sehingga pendatang baru sulit menggantikan pemain lama.

Rapidus menyatakan akan bersaing lewat kecepatan dan fokus pada pelanggan, dengan menawarkan produksi khusus berwaktu pengerjaan cepat bagi klien yang menginginkan logika canggih yang dirancang sesuai kebutuhan. Pendekatan itu dapat menarik produsen mobil dan perusahaan industri Jepang yang menginginkan pasokan lokal lebih terprediksi setelah kekurangan pasokan beberapa tahun terakhir. Perancang chip AI yang memerlukan iterasi cepat pada tahap awal siklus produk juga bisa tertarik. Untuk membangun hubungan tersebut, Rapidus telah membuka kantor di Amerika Serikat dan menggelar acara bagi pelanggan di Hokkaido pada 2025 guna menunjukkan kemajuan dan menjalin komunikasi dengan calon klien.

Sementara itu, ekosistem chip Jepang lainnya mulai menggeliat. Kioxia memperluas fasilitas di Yokkaichi dan Kitakami dengan dukungan Tokyo. Toshiba membangun pabrik baru di Ishikawa. Micron menambah kapasitas di Hiroshima dengan subsidi bernilai miliaran dolar. Samsung mendirikan pusat riset dan pengembangan di Yokohama. Kehadiran TSMC di Kumamoto telah mendorong pertumbuhan pemasok, kenaikan upah, dan peningkatan infrastruktur lokal di Kyushu, memperkuat gagasan bahwa satu pabrik dapat menarik terbentuknya klaster industri yang lebih luas.

Tenaga berbakat dan masyarakat setempat

Mesin saja tidak dapat membuat chip. Pabrik baru membutuhkan ribuan pekerja terampil, mulai dari insinyur proses dan teknisi peralatan hingga tim fasilitas, keselamatan, dan logistik. Jepang menghadapi pasar tenaga kerja semikonduktor yang ketat, dengan perkiraan kekurangan puluhan ribu insinyur dalam beberapa tahun ke depan. Hokkaido harus meyakinkan tenaga berbakat untuk pindah ke utara dan menetap di sana.

Pelatihan dan pendidikan

Rapidus bermitra dengan Universitas Hokkaido dan sekolah lain untuk membangun jalur perekrutan tenaga kerja masa depan. Rencana nasional mencakup Leading edge Semiconductor Technology Center, yang mengoordinasikan riset dan pelatihan bersama industri. Kursus yang diajarkan para ahli direncanakan untuk mempercepat pengembangan keterampilan dalam litografi, etsa, deposisi, metrologi, pengemasan, dan telekomunikasi. Program-program ini menyasar lulusan baru maupun pekerja berpengalaman yang beralih dari bidang terkait.

Imigrasi dan perumahan

Para pemimpin perusahaan mengakui bahwa mereka perlu merekrut spesialis asing untuk memenuhi jadwal ambisius. Topik ini tetap sensitif di negara dengan dukungan publik yang rendah terhadap masuknya tenaga kerja dalam skala besar. Pemerintah daerah Chitose sedang menyiapkan perumahan dan layanan masyarakat bagi para pekerja pendatang beserta keluarga mereka. Koordinasi sekolah, transportasi, dan fasilitas akan sangat penting jika wilayah ini ingin mempertahankan tenaga berbakat tersebut dalam jangka panjang.

Listrik juga menjadi faktor dalam perekrutan tenaga kerja dan operasional. Pabrik semikonduktor canggih mengonsumsi listrik dalam jumlah besar dengan persyaratan mutu yang ketat. Porsi energi air, angin, dan matahari di Hokkaido terus bertambah, sementara perdebatan masih berlangsung tentang cara terbaik menjamin pasokan listrik beban dasar yang stabil bagi fasilitas yang tidak boleh mengalami waktu henti. Perencanaan energi regional akan menjadi salah satu tantangan praktis, bersama perekrutan dan pelatihan.

Geopolitik dan keamanan rantai pasok

Semikonduktor berada di pusat persaingan strategis. Dorongan Tokyo memadukan sasaran ekonomi dengan tujuan keamanan nasional, termasuk keinginan mengurangi risiko pasokan chip terhambat oleh ketegangan politik atau militer. Kekhawatiran akan krisis di Selat Taiwan semakin menguatkan perhatian pada diversifikasi geografis. Jepang menyelaraskan kebijakan dengan mitra di Amerika Serikat dan Eropa terkait kontrol ekspor untuk peralatan paling canggih. Jepang juga bekerja erat dengan pusat riset dan perusahaan Amerika serta Eropa untuk berbagi pengetahuan dan membangun rantai pasok yang tangguh.

Jepang masih memiliki posisi kuat di bidang material, bahan kimia khusus, dan peralatan pembuatan chip melalui perusahaan seperti Tokyo Electron, Shin Etsu, dan JSR. Dengan menambahkan produksi logika canggih ke dalam kekuatan tersebut, para pembuat kebijakan berharap menciptakan pasar domestik yang mendukung desain dan manufaktur lokal sekaligus tetap terhubung erat dengan pasar negara-negara sekutu.

Hal yang perlu diperhatikan selanjutnya

Dua tahun ke depan akan menunjukkan apakah taruhan Hokkaido dapat berkembang dari janji menjadi produksi. Tonggak penting mencakup kelanjutan pemasangan dan kualifikasi peralatan proses di IIM 1, keluaran yang stabil dari jalur percontohan, serta pengiriman pertama chip prototipe kepada pelanggan berbayar. Perhatikan tanda-tanda peningkatan hasil produksi dan komitmen pelanggan utama untuk melakukan pemesanan berulang.

Pendanaan akan tetap menjadi isu utama. Pemerintah sedang menyiapkan dukungan tambahan, dan modal swasta akan berperan lebih besar jika tonggak teknis tercapai sesuai jadwal. Jumlah tenaga kerja di Chitose serta laju perekrutan di universitas dan pusat pelatihan akan menunjukkan apakah kesenjangan tenaga berbakat mulai menyempit. Perencanaan energi untuk menjamin pasokan listrik bermutu tinggi dan stabil di Hokkaido juga akan menjadi bagian dari perdebatan lokal dan nasional.

Di wilayah lain Jepang, pabrik kedua TSMC di Kumamoto dijadwalkan mulai beroperasi sekitar 2027. Jadwal itu bertepatan dengan target produksi massal Rapidus, sehingga menjadi ujian apakah Jepang mampu mendukung beberapa pusat pertumbuhan manufaktur canggih sekaligus. Jika terbentuk, efek klaster dapat mengubah perekonomian regional di Kyushu dan Hokkaido.

Poin Utama

• Rapidus telah memasang pemindai EUV di Chitose, memulai jalur percontohan, dan memverifikasi pengoperasian perangkat prototipe 2 nm.
• Perusahaan menargetkan produksi massal pada 2027 dan akan bersaing dengan TSMC serta Samsung di kelas node terdepan.
• Hokkaido menawarkan lahan, air, iklim sejuk, dan energi terbarukan yang terus berkembang, sehingga menarik pemasok seperti ASML dan Tokyo Electron ke wilayah tersebut.
• Kebutuhan pendanaan sangat besar, sekitar 5 triliun yen untuk produksi massal, sementara pemerintah merencanakan investasi tambahan dan dukungan kebijakan.
• Jepang memadukan subsidi dengan riset dan pelatihan melalui Leading edge Semiconductor Technology Center untuk mengatasi kekurangan tenaga berbakat yang besar.
• Pabrik TSMC di Kumamoto serta ekspansi Micron, Kioxia, Toshiba, dan Samsung menunjukkan kebangkitan kegiatan semikonduktor yang lebih luas di Jepang.
• Geopolitik dan keamanan ekonomi menjadi pendorong utama, dengan Tokyo mengupayakan rantai pasok yang tangguh bersama Amerika Serikat dan Eropa.
• Kemajuan pada 2025 hingga 2027 akan bergantung pada peningkatan hasil produksi, komitmen pelanggan, pertumbuhan tenaga kerja, dan pasokan listrik stabil untuk operasional pabrik tanpa henti.