Masa Depan Penyimpanan Data? Chip FeFET Samsung Bisa Gantikan NAND dalam 5 Tahun

Gadget – Dalam lompatan besar di dunia semikonduktor, Samsung Electronics baru saja mengumumkan terobosan teknologi memori non-volatile berbasis Ferroelectric Field-Effect Transistor (FeFET) yang berpotensi mengguncang fondasi industri penyimpanan data global. Dikembangkan oleh tim riset internal Samsung, chip ini tidak hanya mampu menyimpan hingga lima bit data per sel, tetapi juga mengurangi konsumsi daya hingga 96% dibandingkan chip NAND flash konvensional.

Temuan ini bukan sekadar peningkatan bertahap melainkan paradigma baru dalam arsitektur memori, yang bisa menjadi kunci bagi masa depan perangkat AI, data center, smartphone, dan bahkan kendaraan listrik yang sangat bergantung pada efisiensi energi.

Artikel ini mengupas cara kerja FeFET, keunggulan revolusionernya dibanding NAND, tantangan komersialisasi, serta dampaknya terhadap industri teknologi global.

Masalah Besar NAND Flash: Semakin Canggih, Semakin Boros Daya

Selama dua dekade terakhir, NAND flash menjadi tulang punggung penyimpanan data di hampir semua perangkat digital dari smartphone hingga server cloud. Namun, seiring tuntutan kapasitas yang terus meningkat, arsitektur NAND mulai menunjukkan batasnya.

Struktur NAND menghubungkan banyak sel memori dalam satu string. Saat membaca satu bit data, seluruh string harus diaktifkan, sehingga daya tetap mengalir ke sel yang tidak dibutuhkan. Akibatnya:

• Konsumsi daya meningkat seiring kapasitas
• Panas berlebih menjadi masalah di chip 3D NAND berdensitas tinggi
• Efisiensi menurun, terutama dalam beban kerja baca-tulis intensif seperti AI dan big data

Inilah yang mendorong Samsung mencari alternatif dan FeFET muncul sebagai kandidat paling menjanjikan.

Apa Itu FeFET? Memori Non-Volatile Berbasis Material Ferroelektrik

FeFET adalah transistor khusus yang menggunakan lapisan ferroelektrik sebagai bagian dari gerbang (gate)-nya. Berbeda dengan memori konvensional yang membutuhkan daya untuk mempertahankan muatan, material ferroelektrik dapat menyimpan polaritas listrik secara permanen tanpa daya eksternal.

Samsung menggunakan komposit hafnia (HfO₂) dan zirkonium (ZrO₂) sebagai bahan ferroelektrik utama. Kombinasi ini dipilih karena:

• Kompatibel dengan proses manufaktur CMOS yang sudah ada
• Stabil dalam skala nanometer
• Dapat diintegrasikan ke desain 3D yang sangat padat

Yang lebih mengesankan, satu sel FeFET mampu menyimpan hingga 5 bit data jauh melampaui NAND flash konvensional yang biasanya menyimpan 3–4 bit per sel (dalam TLC/QLC NAND).

Efisiensi Energi Luar Biasa: 96% Lebih Hemat dari NAND

Dalam pengujian laboratorium, chip FeFET menunjukkan pengurangan konsumsi daya hingga 96% dibanding NAND flash pada beban kerja serupa. Angka ini bukan sekadar klaim ia berasal dari dua keunggulan struktural:

• Akses selektif per sel: Tidak seperti NAND yang mengaktifkan seluruh string, FeFET bisa membaca/menulis satu sel tanpa mengganggu yang lain.
• Tegangan operasi lebih rendah: Material ferroelektrik membutuhkan tegangan switching yang jauh lebih kecil, sehingga arus listrik yang dibutuhkan minimal.

Dampaknya sangat signifikan bagi:

• Pusat data: Bisa menghemat jutaan dolar biaya listrik per tahun
• Smartphone & laptop: Baterai lebih tahan lama, panas berkurang
• Perangkat AI edge: Mampu menjalankan model besar tanpa boros daya
• Stabil di Skala 25 Nanometer: FeFET Siap untuk Era 3D

Salah satu tantangan terbesar teknologi memori baru adalah skalabilitas. Banyak kandidat pengganti NAND gagal saat diproduksi di bawah 30 nm karena kebocoran arus atau ketidakstabilan data.

Namun, Samsung menyatakan bahwa FeFET tetap stabil bahkan pada node 25 nanometer dan dalam desain tumpukan 3D. Ini membuka jalan untuk:

• Chip memori dengan densitas lebih tinggi dari 3D NAND saat ini
• Integrasi langsung dengan prosesor AI dalam chiplet atau wafer-level packaging
• Pengembangan memori near-memory untuk arsitektur komputasi in-memory

Kemampuan ini menjadikan FeFET bukan hanya sebagai pengganti NAND, tapi juga sebagai enabler untuk arsitektur komputasi generasi berikutnya.

Potensi Aplikasi: Dari Smartphone hingga Superkomputer AI

Jika berhasil dikomersialkan, FeFET bisa merevolusi berbagai sektor:

1. Industri AI dan Machine Learning
Model AI modern membutuhkan penyimpanan berkecepatan tinggi dan hemat daya untuk menangani miliaran parameter. FeFET bisa menjadi fondasi memori persisten berdaya ultra-rendah di chip AI seperti Samsung’s own Exynos AI atau server pelatihan.

2. IoT dan Perangkat Edge
Sensor dan perangkat IoT yang beroperasi bertahun-tahun dengan baterai kecil akan sangat diuntungkan oleh konsumsi daya minimal dan ketahanan data tanpa daya.

3. Otomotif dan Medis
Sistem kendaraan otonom dan perangkat medis implantable memerlukan memori yang andal, aman, dan tidak boros energi karakteristik utama FeFET.

Tantangan Menuju Komersialisasi

Meski menjanjikan, FeFET masih berada dalam tahap riset lanjutan. Samsung belum mengumumkan timeline produksi massal. Beberapa tantangan yang harus diatasi:

• Daya tahan siklus tulis/erase: Perlu mencapai 100.000+ siklus untuk bersaing dengan NAND
• Uniformitas produksi: Memastikan setiap sel FeFET memiliki karakteristik yang konsisten
• Integrasi ekosistem: Perlu dukungan dari sistem operasi, driver, dan arsitektur chip

Namun, dengan sumber daya R&D Samsung yang masif dan pengalaman puluhan tahun di memori semikonduktor, komersialisasi dalam 3–5 tahun ke depan bukanlah hal mustahil.

Reaksi Industri dan Pesaing

Belum ada respons resmi dari rival seperti SK Hynix atau Micron, tetapi perkembangan ini kemungkinan besar memicu perlombaan R&D global menuju memori post-NAND.

Teknologi serupa juga sedang dikembangkan di:

• Intel & Micron (dengan 3D XPoint, walau sudah dihentikan)
• TSMC & imec (dengan FeRAM dan FeFET hybrid)
• Start-up seperti Ferroelectric Memory Company (FMC) di Jerman

Namun, Samsung tampaknya unggul dalam integrasi material hafnia-zirkonium yang kompatibel dengan fabrikasi skala besar keunggulan strategis yang sulit ditandingi.

Kesimpulan: Langkah Awal Menuju Revolusi Penyimpanan Data

FeFET bukan sekadar "chip baru" ia adalah jawaban atas krisis efisiensi energi di era eksponensial data. Dengan kemampuan menyimpan lebih banyak data, mengonsumsi hampir tidak ada daya, dan tetap stabil di skala nano, teknologi ini memiliki potensi menggantikan NAND flash sebagai standar industri dalam satu dekade ke depan.

Bagi Samsung, ini juga merupakan langkah strategis untuk mempertahankan dominasi di pasar memori global, sekaligus memposisikan diri sebagai pemasok utama infrastruktur AI masa depan.

Satu hal yang pasti: dunia sedang berada di ambang revolusi memori dan Samsung mungkin baru saja membunyikan peluit awalnya.

Dapatkan informasi terbaru seputar Gadget, Anime, Game, Tech dan Berita lainnya setiap hari melalui social media Gadget VIVA. Ikuti kami di :
Instagram	@gadgetvivacoid
Facebook	Gadget VIVA.co.id
X (Twitter)	@gadgetvivacoid
Whatsapp Channel	Gadget VIVA
Google News	Gadget