Bab Lima Puluh Lima: Era Elektronik yang Datang Lebih Awal

“Oh! Astaga, itu apa?” Insinyur Prancis bernama Godin tertegun, matanya membelalak. Di Taman Sains Bintang Merah Kota Tiongkok, Li Xiang adalah pengawas utama pembangunan infrastruktur. Melihat orang Prancis itu tampak belum pernah melihat hal semacam ini, ia pun tertawa terbahak-bahak.

“Hahahahahahahahahahaha!”

“Itu namanya derek menara, mesin pengangkat yang wajib ada dalam pembangunan gedung tinggi!”

“Bukankah ekskavator kalian menggunakan mesin uap?”

“Tidak, tidak, tidak! Era mesin uap sudah berlalu! Itu menggunakan mesin diesel dan tenaga listrik, jauh lebih aman dan bertenaga!” Li Xiang pun memperkenalkan berbagai macam mesin teknik.

Ngomong-ngomong, jenius ilmu pengetahuan Nikola Tesla sudah lebih dari satu tahun tinggal di markas ini. Pencapaian terbesarnya adalah berhasil membuat motor listrik dan generator diesel, yang ukurannya hanya setengah lebih besar dari yang ada di masa depan.

Motor listrik terkecil bahkan hanya sebesar telapak tangan, sudah mampu menggerakkan drone ringan berbobot lima kilogram.

Khususnya, ia juga meneliti secara mendalam proses pembuatan tabung elektron dan transistor.

Dalam sejarah tercatat, pada tahun 1883, raja penemu Thomas Edison sedang mencari bahan filamen lampu pijar terbaik. Saat meneliti usia lampu pijar, ia menyolder sepotong kecil logam di dekat filamen karbon dalam bola lampu. Hasilnya, ia menemukan fenomena aneh: meski potongan logam itu tidak bersentuhan langsung dengan filamen, jika diberi tegangan di antara keduanya, filamen akan menghasilkan arus yang mengarah ke logam itu.

Dari mana asal arus misterius ini? Edison sendiri tak bisa menjelaskannya, tetapi ia segera mendaftarkan paten untuk penemuan itu dan menamakannya “Efek Edison”.

Belakangan, diketahui bahwa arus tersebut muncul karena logam yang berpijar dapat memancarkan elektron ke sekitarnya. Namun, yang pertama melihat nilai praktis dari efek ini adalah fisikawan dan insinyur listrik asal Inggris, Fleming.

Dioda Fleming adalah sebuah penemuan baru yang bekerja sangat baik di laboratorium. Namun, entah mengapa, ketika digunakan sebagai detektor gelombang radio, kinerjanya tidak sebagus detektor kristal yang ditemukan pada waktu bersamaan, sehingga saat itu tidak memberi dampak besar bagi perkembangan radio.

Tak lama kemudian, penemu miskin asal Amerika, De Forest, dengan cerdik menambahkan grid antara filamen dan pelat pada dioda, sehingga lahirlah tabung vakum trioda pertama di dunia.

Sedikit perubahan ini ternyata membawa hasil luar biasa. Tabung itu tidak hanya lebih sensitif, dapat menghasilkan getaran suara dan musik, tetapi juga menggabungkan fungsi deteksi, penguatan, dan osilasi dalam satu alat.

Karena itu, banyak orang menganggap penemuan trioda sebagai titik awal kelahiran industri elektronik. De Forest sendiri sangat terkejut dan berkata, “Aku telah menemukan kerajaan gaib yang tak terlihat di udara.” Kemunculan tabung elektron mendorong pesatnya perkembangan elektronika radio.

Menjelang tahun 1960, industri radio di negara-negara Barat mampu memproduksi satu miliar tabung elektron setiap tahunnya. Tabung elektron tidak hanya digunakan pada penguat telepon, komunikasi laut dan udara, tetapi juga merambah ke hiburan keluarga, menyebarkan berita, pendidikan, kesenian, dan musik ke jutaan rumah. Bahkan penemuan pesawat terbang, radar, dan roket serta perkembangannya sangat terbantu oleh tabung elektron.

Karena itu, prinsip tabung elektron tidaklah rumit. Begitu TSL melihatnya, ia langsung mengerti. Walaupun konsumsi daya tabung elektron memang kurang ideal, kehadirannya tetap menjadi terobosan revolusioner di bidang industri.

Tesla pun langsung masuk ke gudang bawah tanah think-tank, mulai membongkar jam tangan elektronik, remote, dan radio, meneliti struktur transistor.

Ngomong-ngomong, penemuan transistor juga sarat akan cerita menarik.

Zaman semikonduktor dimulai menjelang Hari Natal tahun 1947. Di laboratorium Bell milik AT&T, dua ilmuwan yaitu John Bardeen (lahir 23 Mei 1908 – wafat 30 Januari 1991) dan Walter Brattain (lahir 10 Februari 1902 – wafat 13 Oktober 1987) berhasil memperlihatkan komponen elektronik padat berbahan germanium, yang merupakan generasi pertama bahan semikonduktor.

Kedua ilmuwan itu mengamati bahwa ketika arus listrik diberikan pada titik kontak kristal germanium, daya keluarannya lebih besar daripada daya masuknya. Hasil penelitian mereka diumumkan pada tahun 1948.

Inilah transistor titik-kontak pertama di dunia. Kata “transistor” sendiri berasal dari gabungan dua kata “transfer” dan “resistor”.

Pimpinan kedua ilmuwan itu, William Shockley (lahir 13 Februari 1910 – wafat 12 Agustus 1989), tak ingin ketinggalan dalam penemuan penting ini. Ia bekerja keras sepanjang libur Natal untuk merumuskan prinsip kerja transistor pembawa ganda, dan pada tahun 1949 menerbitkan teori manajemen transistor, sekaligus memprediksi munculnya transistor pembawa ganda tipe sambungan permukaan yang lebih mudah diproduksi massal.

William Shockley, John Bardeen, dan Walter Brattain bersama-sama mendapatkan Hadiah Nobel Fisika tahun 1956 atas penemuan transistor.

Karena kebutuhan besar akan komponen elektronik baik militer maupun sipil, industri semikonduktor berkembang pesat di tahun 1950-an. Berkat keunggulan berupa ukuran kecil, konsumsi daya rendah, suhu operasi rendah, serta kecepatan respons tinggi, transistor berbahan germanium dengan cepat menggantikan tabung vakum di sebagian besar produk elektronik.

Setelah teknik produksi material semikonduktor monokristal berkualitas tinggi ditemukan, produksi transistor pun melaju makin pesat. Germanium monokristal pertama muncul pada 1950-an, sedangkan silikon monokristal pertama kali dibuat pada 1952. Sepanjang dekade 1950-an, industri semikonduktor menemukan dan menerapkan komponen diskrit seperti resistor, kapasitor, dioda, dan transistor pada perangkat elektronik, termasuk tape recorder, komputer, dan produk sipil maupun militer lainnya.

Komponen diskrit ini hingga kini masih banyak digunakan di produk elektronik, dan para teknisi bisa dengan mudah menemukannya pada papan sirkuit cetak (PCB) banyak sistem elektronik canggih.

Pada tahun 1956, William Shockley meninggalkan laboratorium Bell di New Jersey dan kembali ke kampung halamannya di California, mendirikan Laboratorium Semikonduktor Shockley di lembah selatan San Francisco Bay Area. Dengan dukungan keuangan dari Perusahaan Instrumen Bellman, laboratorium itu mengubah lembah yang dulunya penuh pohon aprikot menjadi cikal bakal pusat teknologi tinggi dunia yang kini dikenal sebagai Lembah Silikon.

Karena efisiensi transistor yang puluhan kali lebih tinggi dibandingkan tabung elektron, para pemimpin atas Tiongkok Timur memutuskan melakukan “lompatan jalur” dalam teknologi elektronika tenaga, dengan strategi: mengutamakan pemakaian generasi pertama (tabung elektron), meneliti generasi berikutnya (transistor), dan mempersiapkan generasi selanjutnya (komputer cerdas). Tujuannya, ketika orang lain belum punya, mereka sudah punya; ketika orang lain sudah punya, mereka lebih unggul; ketika orang lain lebih baik, mereka akan menjadi yang terbaik.

Meski mereka tahu minyak dan gas alam akan menjadi sumber energi utama dalam seratus tahun mendatang, namun karena dampak pencemaran lingkungan, saat ini Tiongkok Timur sudah mendirikan Institut Penelitian Strategi Perlindungan Lingkungan dan Pembangunan Berkelanjutan, yang berfokus pada tenaga air, tenaga surya, tenaga angin, energi pasang surut, hidrogen, serta pengembangan kebun dan peternakan dengan sistem sirkulasi ganda.

Perencanaan pembangunan industrinya pun menekankan keseimbangan antara polusi dan perlindungan lingkungan, sehingga urbanisasi dapat berjalan beriringan dengan pelestarian alam.