Как Китай создал полупроводниковую отрасль — и почему этого всё ещё недостаточно
На фото: комплекс Semiconductor Manufacturing International Corporation в Шанхае. Китайское правительство потратило свыше 150 млрд долларов на создание передовых полупроводников внутри страны.
Фото: Цилай Шэнь для The New York Times
Уже более десяти лет Пекин стремится к технологической самодостаточности, однако китайские компании по-прежнему выпускают меньше микросхем — и более низкого качества, — чем зарубежные конкуренты.
В январе на конференции в университете Цинхуа (Пекин) собрались самые влиятельные руководители и основатели компаний из сферы искусственного интеллекта Китая. Обсуждая состояние отрасли, участники излучали оптимизм. Все сошлись во мнении: одна из присутствующих компаний — будь то Tencent, Alibaba или Zhipu AI — вскоре может возглавить мировую гонку.
Но существовало одно серьёзное ограничение: им нужны были сверхбыстрые полупроводники.
В этом году китайские производители микросхем, вероятно, выпустят лишь малую долю от объёма передовых чипов, производимых зарубежными фирмами. Huawei — лидер китайской полупроводниковой индустрии — заявила, что ей потребуется ещё почти два года, чтобы создать чипы, сопоставимые по производительности с текущими решениями от американской Nvidia.
«Даже национальный лидер ведёт борьбу в крайне тяжёлых условиях», — отмечает Сяомэн Лу, директор консалтинговой и исследовательской группы Eurasia Group (Вашингтон).
Да, китайские компании выпускают чипы в меньших объемах и медленнее — во многом из-за американских ограничений, препятствующих импорту ключевых технологий. Однако в китайской индустрии ИИ нет недостатка в динамике.
Хотя экспортные ограничения Вашингтона замедлили развитие полупроводниковой отрасли Китая, они лишь подстегнули десятилетние усилия Пекина по созданию стратегических технологий — таких как полупроводники и ИИ — полностью внутри страны.
Инвестиции и рост
В развитие китайского искусственного интеллекта вливаются государственные и частные средства. Акции технологических компаний бьют рекорды: например, за прошлый год котировки Alibaba выросли более чем на 94 %. Целый поток китайских стартапов в сфере ИИ выходит на биржу. В прошлом месяце две наиболее перспективные китайские ИИ-компании привлекли свыше 1 млрд долларов в ходе листинга в Гонконге.
Парадокс: деньги есть, чипов — нет
Разрыв между объёмом инвестиций в китайский ИИ и реальностью (когда местные компании производят меньше чипов, чем требуется стране) подчёркивает:
- срочность усилий Пекина по достижению самодостаточности;
- зависимость китайской ИИ-индустрии от иностранных чипов.
Политический контекст
В декабре президент Трамп фактически протянул Китаю «спасательный круг»: он разрешил компании Nvidia продавать часть своих передовых чипов китайским фирмам, отменив многолетнюю политику США. Однако вопрос о том, получит ли Китай широкий доступ к этим чипам, остаётся открытым — особенно в свете планируемого визита Трампа в Пекин в следующем месяце.
Глава Nvidia Дженсен Хуанг в январе. Месяцем ранее президент Трамп заявил, что разрешит Nvidia продавать часть своих передовых чипов китайским компаниям.
Фото: Микаила Уитмор для The New York Times
Проблема с чипами памяти
Стремление Китая наладить собственное производство передовых полупроводников началось более десяти лет назад. За это время правительство вложило в отрасль свыше 150 млрд долларов.
Крупнейшие технологические компании страны — Huawei, Alibaba и ByteDance (владелец TikTok) — запустили собственные подразделения по проектированию микросхем. Производители чипов, многие из которых сотрудничают с Huawei, строят десятки заводов и нанимают ведущих инженеров из Тайваня и Южной Кореи.
Препятствия на пути к лидерству
Однако задача догнать мировых лидеров становится всё сложнее. Пока китайские компании выстраивают собственную цепочку поставок для производства чипов, американские власти последовательно ограничивают их возможности.
Три администрации президента США вводили экспортные ограничения, чтобы не допустить:
- покупки китайскими компаниями передовых чипов;
- приобретения оборудования для их производства.
Обоснование — опасения, что эти технологии усилят экономическую и военную мощь Китая.
Критическое ограничение
Эти санкции лишили китайские компании доступа к оборудованию голландской фирмы ASML — оно выполняет ключевой этап в процессе производства чипов. Отсутствие таких машин (размером с школьный автобус) — одна из причин, почему китайские чипы уступают по производительности передовым разработкам Nvidia.
Именно такие микросхемы питают системы искусственного интеллекта.
«В этом году китайские компании, скорее всего, произведут лишь 2 % от объёма ИИ-чипов, выпускаемых зарубежными фирмами», — отмечает Тим Фист, директор вашингтонского аналитического центра Institute for Progress.
Разрыв в производстве памяти
Особенно заметен разрыв между китайскими и зарубежными производителями в сегменте чипов памяти — они критически важны для масштабных вычислений в ИИ.
«В этом году зарубежные компании создадут в 70 раз больше ёмкости памяти, чем китайские производители чипов», — подчёркивает Фист.
Кто лидирует на рынке
1. Samsung и SK Hynix (Южная Корея) — ведущие мировые производители чипов памяти;
2. Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) — крупнейший в мире производитель передовых чипов, доминирующий в самых технологически сложных сегментах.
На фото: стенд Huawei на конференции в Шанхае в прошлом году. Администрация Трампа первого срока развернула кампанию, призванную убедить страны отказаться от использования оборудования Huawei в телекоммуникационной инфраструктуре.
Фото: Цилай Шэнь для The New York Times
В 2014 году Китай был крупнейшим в мире рынком полупроводников. Однако 90 % чипов, которые использовали местные компании, производились за рубежом.
Обеспокоенный такой зависимостью, Государственный совет КНР — высший орган исполнительной власти — утвердил план многомиллиардных вложений и дал обещание: к 2030 году Китай будет производить все звенья полупроводниковой цепочки внутри страны.
Причины для беспокойства
У политиков были веские основания опасаться рисков, связанных с иностранной технологией в китайской инфраструктуре. Ранее в том же году документы, предоставленные бывшим подрядчиком Агентства национальной безопасности Эдвардом Дж. Сноуденом, показали: правительство США отслеживало переписку топ-менеджеров Huawei.
Удар по ZTE — предупреждение для Китая
В 2017 году Трамп наложил штраф на китайского телекоммуникационного гиганта ZTE за предполагаемое нарушение американских санкций против Ирана. Это в одночасье подорвало бизнес компании. Хотя ZTE не производит чипы, инцидент стал для Китая ещё одним уроком: необходимо полагаться на собственные силы.
Судьба Huawei
Затем под удар попала Huawei. Администрация Трампа развернула глобальную кампанию, призывая страны отказаться от оборудования Huawei в телекоммуникационных сетях. В ответ Huawei выделила это направление в отдельный бизнес и вплотную подключилась к программе Пекина по достижению технологической самодостаточности.
«Huawei выделялась своими возможностями и соответствием национальным целям Китая, — говорит Кайл Чан, научный сотрудник Брукингского института, изучающий промышленную политику КНР. — Опыт Huawei стал микрокосмом опыта всего Китая: внезапно оказаться отрезанным от поставок и теперь в спешке выстраивать собственное производство».
Давление на иностранные компании
Пекин также добивался от зарубежных фирм передачи технологий — как условия доступа к китайскому рынку. В 2016 году калифорнийский технологический гигант Qualcomm создал совместное предприятие с Huaxintong Semiconductor. Китайское правительство предоставило землю и финансирование, а Qualcomm вложил технологии и около 140 млн долларов стартового капитала.
Рост Huawei: от смартфонов к чипам
В этот период Huawei стала одним из самых популярных производителей смартфонов в Китае. Компания начала тесно сотрудничать с фабриками по производству чипов, чтобы выпускать микросхемы для смартфонов и систем искусственного интеллекта.
Сегодня Huawei представила линейку чипов, сопоставимых с некоторыми старыми моделями Nvidia. Однако, по мнению аналитиков, эти чипы содержат ключевые компоненты, произведённые зарубежными конкурентами — такими как TSMC и Samsung.
Поскольку американские чиновники добились от голландского правительства запрета на поставки в Китай, ни одна китайская компания не может приобрести самые передовые инструменты ASML.
Фото: Брайан Дербалла для The New York Times
Узкое горлышко: недоступность оборудования ASML
Невозможность получить ключевое оборудование ASML стала серьёзным препятствием для китайских производителей чипов. После того как американские чиновники убедили голландское правительство заблокировать поставки в Китай, ни одна местная компания не имеет доступа к самым передовым установкам ASML.
Поиски обходных путей
Вместо этого китайские производители чипов нанимают инженеров, получивших опыт работы с такими машинами в TSMC — мировом лидерстве в производстве полупроводников. Теперь китайские стартапы пытаются создать собственное оборудование для выпуска микросхем.
ИИ требует мощности
Системы искусственного интеллекта нуждаются в колоссальных вычислительных ресурсах. Китайские компании в сфере ИИ пытаются восполнить нехватку мощности, объединяя множество менее производительных чипов. Huawei пошла именно по этому пути, а китайское правительство построило так называемые «интеллектуальные вычислительные кластеры» — по сути, государственные дата-центры.
Проблемы с производством
Однако эти кластеры требуют огромного числа чипов. Эксперты и отраслевые специалисты отмечают: самый передовой китайский производитель полупроводников — Semiconductor Manufacturing International Company (SMIC), выполняющий часть заказов для Huawei, — испытывает трудности с наращиванием объёмов выпуска.
Производимые им чипы часто имеют дефекты и потребляют больше электроэнергии, чем передовые зарубежные аналоги. На запрос о комментарии SMIC не ответила.
Объём производства останется проблемой», — подчёркивает Кендра Шефер, партнёр исследовательской и консалтинговой фирмы Trivium China.
Прорывы и ограничения
Тем не менее китайские исследователи в области ИИ сообщают о прорывах в поиске новых способов объединения чипов для максимальной эффективности. В прошлом месяце компания Zhipu заявила, что создала свою последнюю модель полностью на базе чипов и программного обеспечения Huawei.
Однако пока прирост эффективности остаётся ограниченным и не позволяет китайским компаниям обойти главный факт: ИИ требует огромных объёмов чипов.
Облака как временное решени
Ещё один способ, которым китайские ИИ-компании получают необходимую вычислительную мощность, — оплата услуг облачных провайдеров (таких как Alibaba и Amazon) за удалённый доступ к масштабным дата-центрам, оснащённым мощными чипами.
Но эта стратегия обходится дорого.
Документы, поданные Zhipu и Minimax (ещё одним китайским ИИ-стартапом) в Гонконгскую фондовую биржу в прошлом месяце, показывают: обе компании тратят на облачные сервисы значительно больше, чем зарабатывают на основной деятельности.
Перевод т-канала The Bugged