Peran dan Perkembangan NanoTeknologi pada Bidang IT

Peran Nanoteknologi pada Bidang Teknologi Informasi

Nanoteknologi sangat berperan dalam pengembangan teknologi yang ada. Dengan ukuran nano, kita dapat membuat mesin dengan ukuran yang sangat praktis. Ukuran transistor akan diperkecil dengan penambahan fungsi tidak akan menghambat perkembangan teknologi.
Salah satu peranan adanya nanoteknologi adalah dalam pembuatan chip. Processor merupakan bagian yang sangat penting dalam komputer. Processor merupakan transistor-transistor yang terintergrasi sesuai tipe dan karakteristik processor. Misal dalam Intel 65 nm memiliki lebar gerbang lebih kecil sebesar 35 nm dan ketebalan gerbang oksida sebesar 1,2 nm.
Bayangkan jika sebuah transistor berukuran 1 cm, berapa besar ruang yang dibutuhkan untuk meletakkan sebuah komputer? Padahal, dalam sebuah komputer, terutama dalam processor, terdapat jutaan transistor. Pada tahun 1980-an, processor Pentium 486 memiliki 275.000 transistor, sedangkan Pentium II memiliki sedikitnya 7,5 juta transistor. Tidak kurang dari 40 juta transistor ada dalam sebuah processor Pentium 4 atau Athlon XP. Bayangkan, jika terdapat 40 juta transistor pada sekeping processor selebar 5 cm2, seberapa besar, atau tepatnya seberapa mungil, ukuran satu buah transistor? Jumlah transistor berbanding lurus dengan kecepatan processor. Semakin banyak transistor dalam sebuah processor, semakin tinggi pula kecepatan processor tersebut. Sebab, semakin banyak transistor, semakin besar pula kemampuan menjalankan instruksi paralel dalam setiap detik. Jika processor 486 “hanya” bisa menjalankan 20 MIPS (Million Instruction Per Second), maka Pentium 4 mampu menjalankan 1,5 juta MIPS.
Selain processoor, peran nanoteknologi juga dimanfaatkan dalam Integrated Circuit (IC). IC adalah suatu media yang berisi berbagai macam komponen elektronika yang terintegrasi dan terhubung satu dengan lainnya sedemikian rupa untuk melaksanakan suatu fungsi tertentu. IC umumnya berwarna hitam dengan kaki- kaki yang banyak sehingga kadang disebut dengan komponen “kaki seribu”.

Pada awalnya jumlah komponen yang dapat dimasukkan ke dalam sebuah IC sangat terbatas. Perkembangan teknologi IC mampu mengatasi hal ini sehingga kita mengenal istilah LSI, VLSI dan ULSI. LSI adalah singkatan dari Large Scale Integration sedangkan VLSI adalah singkatan dari Very LSI dan ULSI dari Ultra LSI. ULSI mengandung jumlah transistor lebih banyak dibandingkan VLSI dan seterusnya.
VLSI adalah proses pembuatan sirkuit yang cukup terpadu dengan menggabungkan ribuan transistor dalam satu buah chip. VLSI ini dimulai pada tahun 1970-an ketika kompleks semikonduktor sedang dikembangkan.
Pada satu waktu, ada upaya untuk mengkalibrasi berbagai tingkat integrasi di atas VLSI. Akhirnya istilah ULSI digunakan. ULSI merujuk kepada cara penempatan lebih dari satu juta elemen sirkuit (transistor) pada sebuah chip. Kemampuan untuk memasang sedemikian banyak komponen dalam suatu keping yang berukuran setengah keping uang logam, mendorong turunnya harga dan ukuran komputer. Hal tersebut juga meningkatkan daya kerja, efisiensi dan keterandalan komputer.

Perkembangan Nanoteknologi dalam Bidang Teknologi Informasi
Peran teknologi nano dalam pengembangan teknologi informasi (IT, information technology), sudah tidak diragukan lagi. Bertambahnya kecepatan komputer dari waktu ke waktu, meningkatnya kapasitas hardisk dan memori, semakin kecil dan bertambahnya fungsi telepon genggam, adalah contoh-contoh kongkrit produk teknologi nano di bidang IT. Dalam tulisan ini akan dipaparkan kontribusi teknologi nano pada pengembangan IT secara garis besar, yang sampai saat ini dapat dibagi menjadi tiga.
Pertama, penambahan kepadatan jumlah divais. Gambaran mudahnya, bila ukuran satu buah transistor bisa dibuat lebih kecil maka kepadatan jumlah transistor pada ukuran chip yang sama secara otomatis akan menjadi lebih besar. Dalam pembuatan LSI (large scale integrated), sedapat mungkin jumlah transistor dalam satu chip bisa diperbanyak.
Sebagai contoh, tahun 2005, INTEL berhasil meluncurkan 70 Megabit SRAM (static random access memory) yang dibuat dengan teknologi nano proses tipe 65 nanometer (nm). Pada produk baru ini, di dalam satuchip berisi lebih dari 500 juta buah transistor, dimana lebih maju dibanding teknologi processor tipe 90 nm yang dalam satu chipnya berisi kurang lebih 200 juta transistor. Diperkirakan ke depannya, sejalan dengan terus majunya teknologi nano, ukuran transistor terus akan mengecil sesuai dengan hukum Moore dan processor tipe 45 nm akan masuk pasar tahun 2007, dan selanjutnya tahun 2009 akan diluncurkan processor 32 nm.

Kedua, memungkinkannya aplikasi efek kuantum. Ukuran material jika mencapai satuan nanometer, maka secara otomatis akan muncul fenomena-fenomena baru dalam fisika kuantum yang tidak dijumpai pada fenomena fisika klasik, yaitu efek kuantum. Fenomena unik ini menjadi perhatian yang besar bagi ilmuan sekarang untuk diaplikasikan dalam teknologi elektronika saat ini.
Penggunaan efek kuantum sendiri dalam divais bermacam-macam. Salah satunya adalah divais elektronika yang menggunakan struktur kecil kuantum dot maupun superlatis. Pada divais dengan struktur superlatis inilah yang diproyeksikan bisa dipakai dalam aplikasi divais dengan kecepatan tinggi. Contoh divais dari jenis ini yang sudah diproduksi adalah HEMT (High Electron Mobility Transistor) yang biasa dipakai pada sistem pemancar satelit.

Ketiga, penambahan fungsi baru pada sistem yang sudah ada. Yang dimaksud adalah bukan sebatas membuat material sama dalam ukuran kecil sehingga kepadatannya semakin besar, tetapi lebih pada titik tekan lahirnya fungsi baru ketika atom atau molekul yang berbeda jenis disusun dalam suatu sistem divais.
Sebagai contoh, pembuatan mata buatan yang mempunyai fungsi menangkap cahaya, kemudian sekaligus mentransfer cahaya tersebut menjadi informasi dan kemudian mengolahnya, itu akan lebih mudah dilakukan dengan peran teknologi nano. Bahkan dengan teknologi nano, diharapkan ke depan intelejensi sensor buatan bisa dibuat dengan sensitifitas mendekati apa yang dimiliki manusia.