Sensor Infrared Kelas Militer Jadi Murah, Teknologi Paling Mahal Itu Kini Runtuh

Tim riset dari Xidian University di China mengembangkan chip deteksi inframerah gelombang pendek atau short-wave infrared (SWIR) dengan proses fabrikasi yang sama seperti chip smartphone. Pendekatan ini diklaim bisa memangkas biaya hingga 99 persen, sehingga sensor yang selama ini identik dengan satelit militer, pemandu rudal, dan sistem pengintaian berbiaya tinggi berpeluang masuk ke perangkat konsumen.

Terobosan ini penting karena SWIR mampu menangkap gambar dalam gelap total, menembus kabut, asap, dan sebagian material tertentu. Dengan biaya yang selama ini bisa mencapai ratusan hingga ribuan dolar per chip, teknologi ini sulit dipakai luas, tetapi model produksi baru dari Xidian berpotensi menurunkan harga teoritis per unit menjadi sekitar $10.

Mengapa chip SWIR selama ini mahal

SWIR bekerja pada panjang gelombang yang tak terlihat oleh mata manusia, tetapi sangat berguna untuk kondisi dengan visibilitas rendah. Kamera berbasis SWIR dapat membaca detail di balik kemasan produk, memantau objek saat malam tanpa lampu aktif, dan tetap bekerja ketika kamera cahaya tampak mulai kehilangan akurasi.

Menurut artikel referensi, mahalnya chip SWIR terutama disebabkan oleh penggunaan indium gallium arsenide atau InGaAs. Material ini sulit diintegrasikan dengan proses CMOS standar yang dipakai di manufaktur semikonduktor modern, sehingga ongkos produksi ikut naik dan skala komersialisasi berjalan lambat.

Pendekatan baru yang dipakai peneliti

Alih-alih mempertahankan InGaAs, tim Xidian menggunakan kombinasi silikon-germanium yang lebih kompatibel dengan jalur produksi chip umum. Tantangannya tidak kecil karena perbedaan kisi kristal antara silikon dan germanium mencapai 4,2 persen, yang bisa memicu cacat pada antarmuka material.

Cacat itu biasanya memunculkan noise, meningkatkan dark current, dan menurunkan efisiensi deteksi. Untuk mengatasi masalah tersebut, tim memasang lapisan buffer di antara silikon dan germanium agar ketidaksesuaian kisi bisa diredam secara bertahap, lalu memakai perlakuan panas dan passivation kimia untuk menutup permukaan chip dan mengurangi kebocoran arus listrik.

Wang Liming dari tim riset menegaskan bahwa metode ini memungkinkan detektor SWIR diproduksi dengan proses dan struktur biaya yang mirip chip smartphone. Universitas juga menyebut kinerja efisiensi deteksi dan noise yang dihasilkan sudah sebanding atau bahkan melampaui standar terdepan di tingkat global.

Perbandingan biaya yang paling menonjol

1. Chip SWIR berbasis InGaAs: ratusan hingga ribuan dolar per unit.
2. Chip SWIR silikon-germanium versi Xidian: estimasi teoritis sekitar $10 per unit.
3. Potensi penurunan biaya: hingga 99 persen.

Perhitungan itu bergantung pada skala produksi dan tingkat yield yang biasa dicapai pabrik CMOS standar. Artinya, harga akhir di pasar tetap akan dipengaruhi kapasitas manufaktur, sertifikasi, dan kebutuhan integrasi perangkat.

Dampak untuk militer dan industri sipil

Penurunan biaya dari sekitar $1.000 menjadi $10 akan mengubah kalkulasi penggunaan sensor pada drone. Sistem penginderaan all-weather dan all-darkness bisa dipasang lebih luas tanpa membebani biaya payload secara ekstrem.

Dampaknya juga besar untuk satelit pengintai dan pencari inframerah pada amunisi presisi. Di sisi sipil, mobil otonom bisa memakai sensor yang tetap bekerja di kabut, hujan, dan kondisi minim cahaya, sementara pabrik dapat memeriksa produk tanpa merusak kemasan.

Sektor yang paling mungkin terdorong

Artikel referensi juga menyebut pasar smartphone sebagai peluang besar karena SWIR memungkinkan pengambilan gambar dalam total gelap tanpa kilat lampu. Jika produksi massal benar dimulai pada akhir 2026 melalui lini silicon-germanium khusus yang sedang dibangun, pasar sensor inframerah bisa memasuki fase baru yang jauh lebih murah dan lebih luas penggunaannya.