Fujitsu Bertaruh pada Chip AI 1,4 nm Buatan Jepang dalam Upaya Mendorong Kemandirian Teknologi

Upaya Jepang Mewujudkan Kedaulatan Chip AI

Jepang menggelontorkan investasi sebesar $16,3 miliar untuk merebut kembali posisinya di industri semikonduktor global. Pemerintah baru-baru ini menyetujui tambahan subsidi sebesar 631,5 miliar yen ($4 miliar) untuk Rapidus, perusahaan rintisan pengecoran chip dalam negeri, sebagai bagian dari strategi agresif untuk memproduksi prosesor kecerdasan buatan tercanggih di dunia sepenuhnya di Jepang. Fujitsu, konglomerat teknologi berusia satu abad, menjadi pusat inisiatif ini. Perusahaan tersebut sedang mengembangkan chip inferensi AI mutakhir berukuran 1,4 nanometer yang akan diproduksi Rapidus di fasilitas baru di Hokkaido pada akhir dekade ini.

Proyek ini merupakan upaya Tokyo paling ambisius sejauh ini untuk mengurangi ketergantungan pada Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) dan pemasok asing lainnya di tengah meningkatnya ketegangan geopolitik dan kerentanan rantai pasok. Menteri Perindustrian Ryohei Akazawa menekankan pentingnya strategi ini dalam sebuah acara Rapidus baru-baru ini di Hokkaido.

Sehebat apa pun teknologi yang dimiliki sebuah perusahaan, bisnisnya akan gagal jika tidak mendapatkan pelanggan yang ingin menggunakan teknologi tersebut.

Akazawa menjelaskan bahwa dukungan pemerintah bertujuan membantu Rapidus menciptakan permintaan dan mendapatkan pelanggan di luar upaya pemasaran perusahaan itu sendiri. Hal ini mencerminkan pemahaman bahwa kemampuan manufaktur membutuhkan ekosistem kuat yang terdiri atas perancang chip domestik, yang bersedia mengambil risiko menggunakan teknologi pengecoran yang belum teruji.

Tantangan Teknis 1,4 Nanometer

Unit pemrosesan saraf (NPU) yang direncanakan Fujitsu menargetkan simpul proses yang belum pernah digunakan dalam produksi massal di mana pun di dunia. Skala 1,4 nanometer merupakan terobosan berikutnya setelah teknologi 2 nanometer, dengan arsitektur transistor gate-all-around (GAA) yang menjanjikan peningkatan signifikan dalam efisiensi energi dan kepadatan komputasi. TSMC dan Samsung tengah berlomba menuju produksi 2 nanometer, sementara Fujitsu dan Rapidus berupaya melompat langsung ke 1,4 nanometer khusus untuk tugas inferensi AI.

Perbedaan antara chip untuk pelatihan dan inferensi sangat penting dalam hal ini. Unit pemrosesan grafis (GPU) Nvidia mendominasi pelatihan AI, yaitu proses mengajari model bahasa besar untuk mengenali pola. Namun, inferensi, yakni penerapan model terlatih untuk membuat prediksi atau keputusan, membutuhkan arsitektur berbeda. Unit pemrosesan saraf menangani perhitungan ini dengan lebih efisien daripada GPU serbaguna, khususnya untuk komputasi tepi dan aplikasi pusat data yang mengutamakan konsumsi daya dan latensi. NPU dioptimalkan untuk operasi perkalian matriks yang lazim dalam jaringan saraf, sekaligus meminimalkan kebutuhan bandwidth memori dan daya yang diperlukan GPU agar tetap fleksibel.

Fujitsu berencana mengemas NPU ini bersama unit pemrosesan pusat Monaka-X berbasis Arm dalam satu perangkat terpadu. Monaka-X merupakan pengembangan dari chip pusat data Armv9 perusahaan saat ini yang memiliki 144 inti dan dibuat dengan proses 2 nanometer TSMC. Pada 2029, Fujitsu berharap dapat mengalihkan Monaka-X ke lini produksi 1,4 nanometer Rapidus, dengan menggabungkan fungsi CPU dan NPU untuk Fugaku NEXT, penerus superkomputer unggulan Jepang saat ini. Integrasi ini mengurangi perpindahan data di antara chip terpisah, sehingga menekan konsumsi energi dan meningkatkan kecepatan pemrosesan beban kerja AI. Fujitsu juga ingin menyematkan teknologi enkripsi langsung ke dalam prosesor tersebut untuk melindungi data sensitif selama pemrosesan, menanggapi kekhawatiran yang kian meningkat mengenai kedaulatan dan keamanan data dalam aplikasi AI.

Rapidus dan Taruhan pada Pengecoran Dalam Negeri

Didirikan pada 2022 dengan dukungan delapan perusahaan besar Jepang, termasuk Toyota, Sony, dan NEC, Rapidus mengemban tanggung jawab menghidupkan kembali kemampuan manufaktur semikonduktor Jepang setelah puluhan tahun mengalami kemunduran. Perusahaan ini sedang membangun fasilitas fabrikasi pertamanya, IIM-1, di Chitose, Hokkaido, dengan sasaran memulai produksi massal chip 2 nanometer pada paruh kedua tahun fiskal 2027. Pabrik kedua, yang direncanakan mulai dibangun pada 2027, akan menangani produksi 1,4 nanometer untuk chip AI Fujitsu.

Pencapaian teknis menunjukkan alasan untuk optimistis secara hati-hati. Pada Juli 2025, Rapidus mengumumkan bahwa pembuatan prototipe chip GAA 2 nanometer telah dimulai di fasilitas IIM-1. Baru-baru ini, perusahaan meluncurkan lini prototipe tahap belakang proses dan membuka fasilitas Rapidus Chiplet Solutions (RCS) untuk pengemasan canggih, yang penting untuk mengintegrasikan berbagai jenis prosesor ke dalam satu kemasan. Analysis Center yang berdekatan dengan fasilitas pengecoran kini menyediakan kemampuan analisis fisik, lingkungan, dan kimia yang dibutuhkan untuk meningkatkan hasil produksi.

CEO Atsuyoshi Koike mengungkapkan pada Februari bahwa Rapidus tengah aktif membahas potensi kemitraan dengan sejumlah calon pelanggan yang menyasar aplikasi AI, robotika, dan komputasi tepi.

Kami tengah berdiskusi secara aktif dengan lebih dari 60 calon pelanggan untuk chip yang menyasar AI, robotika, dan komputasi tepi.

IBM dan perusahaan rintisan perancang chip Tenstorrent muncul sebagai kandidat utama untuk kapasitas awal 2 nanometer, sementara Fujitsu menjadi pelanggan domestik andalan yang diharapkan Tokyo dapat membuktikan kemampuan fasilitas pengecoran tersebut.

Mendanai Masa Depan

Struktur keuangan yang mendukung inisiatif ini mencakup sektor publik dan swasta. New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) Jepang, yang berada di bawah Kementerian Ekonomi, Perdagangan, dan Industri, diperkirakan menanggung sekitar dua pertiga dari biaya pengembangan awal NPU Fujitsu yang diperkirakan mencapai 58 miliar yen ($363 juta). Program subsidi ini secara khusus menyasar pengembangan semikonduktor AI hemat energi yang dapat diproduksi di dalam negeri.

Komitmen pemerintah yang lebih luas jauh melampaui proyek khusus Fujitsu ini. Pada Maret 2027, total investasi publik dan swasta di Rapidus akan mencapai 2,6 triliun yen ($16,3 miliar), termasuk tambahan subsidi terbaru sebesar 631,5 miliar yen. Jepang berencana menginvestasikan lebih dari 10 triliun yen ($62,8 miliar) untuk semikonduktor dan AI hingga tahun fiskal 2030, dengan menetapkan semikonduktor sebagai produk kritis tertentu demi keamanan nasional. Perdana Menteri Sanae Takaichi menegaskan perlunya meningkatkan investasi di bidang-bidang penting bagi keamanan nasional, khususnya saat Jepang berupaya melindungi diri dari guncangan eksternal dan risiko seperti kembali memanasnya ketegangan regional.

Sebuah komite eksternal telah memeriksa fasilitas pengecoran Rapidus di Hokkaido dan menyetujui kemajuan teknologinya sebelum persetujuan pendanaan terbaru. Ini menunjukkan bahwa para pakar independen melihat adanya jalur yang layak untuk mencapai sasaran produksi ambisius perusahaan tersebut.

Kemitraan Paralel Fujitsu

Meski kolaborasi dengan Rapidus menekankan kemandirian teknologi, Fujitsu tidak sepenuhnya bertumpu pada kemampuan dalam negeri. Perusahaan ini mempertahankan jaringan kemitraan internasional yang kompleks, mencerminkan tantangan praktis dalam mewujudkan kedaulatan semikonduktor sepenuhnya. Pada Oktober 2025, Fujitsu mengumumkan kolaborasi dengan Nvidia untuk mengembangkan bersama chip AI bagi pusat data Jepang pada 2030, dengan menghubungkan CPU Fujitsu dan GPU Nvidia pada substrat yang sama.

Selain itu, Fujitsu bekerja sama dengan AMD dalam sejumlah inisiatif chip AI terpisah. CPU Monaka yang digunakan perusahaan saat ini mengandalkan proses 2 nanometer TSMC, menunjukkan bahwa meski Jepang sedang membangun alternatif domestik, teknologi mutakhir masih mengalir melalui Taiwan dan pusat manufaktur mapan lainnya. Pendekatan dua jalur ini memungkinkan Fujitsu mempertahankan daya saing sembari mengembangkan kemampuan dalam negeri yang mungkin membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk matang.

Proyek superkomputer Fugaku NEXT menjadi contoh strategi ini. Mesin generasi berikutnya tersebut dijadwalkan mulai beroperasi sekitar 2030 dengan sasaran peningkatan kinerja 100 kali lipat dibandingkan sistem Fugaku saat ini, dan kemungkinan akan menggabungkan berbagai teknologi prosesor. CPU Monaka-X mungkin akan berasal dari lini 1,4 nanometer Rapidus, tetapi sistem ini hampir pasti akan menggunakan GPU dan akselerator lain dari pemasok internasional untuk mencapai sasaran komputasinya.

Membangun Ekosistem yang Lebih Luas

Fujitsu bukan satu-satunya pelanggan Rapidus, meski perusahaan ini memiliki ambisi teknologi paling besar. Canon telah berkomitmen memesan semikonduktor pemrosesan gambar untuk kamera digital dan perangkat pengawasan dengan menggunakan proses 2 nanometer Rapidus, dan produksi uji coba sudah berlangsung. IBM Japan juga menerima dukungan NEDO untuk mengembangkan chip AI hemat energi yang berpotensi diproduksi Rapidus. Dana hingga 17,5 miliar yen dialokasikan khusus untuk proyek IBM, dibandingkan 58,5 miliar yen untuk Fujitsu.

Ekosistem yang mulai terbentuk ini melampaui sekadar kontrak manufaktur. Rapidus bermitra dengan IBM dalam pengembangan teknologi proses 1,4 nanometer, dengan memanfaatkan kemampuan riset IBM untuk mempercepat jadwal. Synopsys, perusahaan terkemuka di bidang otomasi desain elektronik, turut serta dalam pengembangan sensor gambar Canon. Ini menunjukkan bahwa Rapidus sedang membangun infrastruktur untuk mendukung proyek semikonduktor kompleks yang melibatkan banyak pihak.

Konsentrasi kegiatan di Hokkaido membawa dampak ekonomi regional. Pulau di utara Jepang ini menawarkan sejumlah keunggulan, termasuk iklim yang lebih sejuk sehingga menekan biaya pendinginan fasilitas fabrikasi. Namun, biaya energi di Jepang yang minim sumber daya terus meningkat di tengah ketidakstabilan global. Rapidus bertaruh bahwa perpaduan dukungan pemerintah, kemitraan teknis, dan keunggulan geografis dapat mengatasi tantangan struktural manufaktur di Jepang.

Bersaing dengan Raksasa Industri

Linimasa yang dihadapi Fujitsu dan Rapidus sangat menantang. TSMC memulai produksi massal chip 2 nanometer pada 2025 dan menjalin hubungan dengan perusahaan besar di bidang AI, termasuk Nvidia dan Apple. Intel telah memulai produksi massal pada node 18A (kurang lebih setara dengan 1,8 nanometer) dan memperkenalkan prosesor Panther Lake yang dibuat dengan proses canggih tersebut. Rapidus baru menargetkan produksi 2 nanometer pada akhir 2027, disusul 1,4 nanometer sekitar 2029.

Kesenjangan ini penting karena manufaktur semikonduktor menunjukkan efek jaringan yang kuat. Keunggulan awal TSMC dalam pengemasan canggih, pengalaman produksi volume tinggi, dan ekosistem desain yang mapan menjadi hambatan yang sulit diatasi pendatang baru. Tingkat hasil produksi, yakni persentase chip berfungsi yang dihasilkan dari setiap wafer silikon, sering kali menentukan kelayakan ekonomi. Analysis Center dan kemampuan diagnostik baru Rapidus menunjukkan bahwa perusahaan menyadari tantangan ini, tetapi pencapaian tingkat hasil yang kompetitif pada 1,4 nanometer masih belum terbukti.

Biaya energi menambah tantangan. Fabrikasi semikonduktor membutuhkan listrik dan air dalam jumlah sangat besar. Keterbatasan sumber daya Jepang dan meningkatnya biaya bahan baku di tengah ketidakstabilan Timur Tengah dapat merugikan Rapidus dibandingkan pesaing yang beroperasi di wilayah dengan energi lebih murah atau rantai pasok mapan. Kesediaan pemerintah menyubsidi biaya pengembangan maupun produksi mencerminkan pengakuan bahwa kekuatan pasar saja tidak cukup untuk membangun kapasitas manufaktur dalam negeri.

Intinya

• Fujitsu sedang mengembangkan unit pemrosesan saraf 1,4 nanometer untuk inferensi AI, dengan sasaran diproduksi Rapidus di Hokkaido pada akhir dekade ini.
• Jepang telah berkomitmen menyediakan total pendanaan $16,3 miliar untuk Rapidus hingga Maret 2027, termasuk tambahan subsidi terbaru sebesar $4 miliar yang secara khusus ditujukan untuk mendukung pekerjaan Fujitsu.
• NPU tersebut akan diintegrasikan dengan CPU Monaka-X Fujitsu untuk aplikasi pusat data dan superkomputer, termasuk sistem Fugaku NEXT yang direncanakan pada 2030.
• Rapidus menargetkan dimulainya produksi massal 2 nanometer pada akhir 2027, disusul manufaktur 1,4 nanometer sekitar 2029 di fasilitas fabrikasi kedua.
• NEDO, lembaga pengembangan teknologi Jepang, mendanai sekitar dua pertiga dari biaya pengembangan awal proyek chip AI yang mencapai $363 juta.
• Fujitsu mempertahankan kemitraan paralel dengan Nvidia dan AMD, menyeimbangkan upaya kemandirian domestik dengan akses langsung ke teknologi internasional mutakhir.
• Canon dan IBM Japan menjadi pelanggan tambahan Rapidus, menandai langkah awal pembentukan ekosistem semikonduktor dalam negeri.