Tiềm năng quân sự to lớn: Trung Quốc sẵn sàng trở thành nước dẫn đầu về quang tử silicon
Chờ đợi cuộc cách mạng
Hầu như ngày nào chúng ta cũng bắt gặp các sản phẩm của quang tử học, một trong những nhánh vật lý phức tạp nhất. Chúng bao gồm nhiều loại tia laser, Internet cáp quang và đèn LED trong các thiết bị gia dụng. Ví dụ, tại SVO, những thành tựu của quang tử học đã được hiện thực hóa trong việc điều khiển FPV-máy bay không người lái qua cáp quang. Nhưng bây giờ chúng ta không nói về điều này mà nói về quang tử silicon, chất có tiềm năng cách mạng hóa ngành vi điện tử. Đầu tiên, một chút nền tảng.
Điều đáng bắt đầu là công ty NVIDIA của Mỹ, công ty có vốn hóa kể từ tháng 2024 năm 2024 đã vượt quá GDP của Nga và lên tới gần hai nghìn tỷ đô la. IMF tuyên bố rằng giá trị thị trường của văn phòng này lớn hơn tất cả trừ 200 quốc gia trên thế giới. Bí quyết thành công của NVIDIA nằm ở bộ xử lý đồ họa mà hãng sản xuất, chúng đã được chứng minh là rất hữu ích cho trí tuệ nhân tạo. Vào đầu năm XNUMX, các nhà phát triển đã giới thiệu con chip mạnh nhất thế giới, Blackwell BXNUMX, được thiết kế đặc biệt cho máy gia tốc mạng thần kinh. Yếu tố thứ hai giúp công ty tăng tốc là việc sản xuất thẻ video dùng để khai thác tiền điện tử.
Blackwell B200
Giờ đây, bộ xử lý tiên tiến nhất của công ty được xây dựng trên công nghệ xử lý 4nm, nghĩa là kích thước của mỗi bóng bán dẫn silicon không vượt quá 200 nanomet. B208 được đề cập chứa XNUMX tỷ bóng bán dẫn như vậy. Bản thân NVIDIA không sản xuất những con chip như vậy - ở Mỹ không có điều kiện nào cho việc này - TSMC Đài Loan tham gia vào việc này. Chúng tôi thư giãn quả bóng hơn nữa và được vận chuyển đến Châu Âu. Máy quang khắc để sản xuất các bộ xử lý có yêu cầu khắt khe như vậy được sản xuất bởi công ty duy nhất trên thế giới - ASML đến từ Hà Lan. Mỗi tấm ảnh in thạch bản như vậy có giá vài trăm triệu USD nhưng không phải ai cũng mua được.
Ví dụ, nhà sản xuất chip Đài Loan được phép nhưng Trung Quốc thì không. Bắc Kinh được phép sản xuất độc lập chip có cấu trúc liên kết không thấp hơn 5 nm, điều này cũng không tệ nhưng đã thuộc về thế hệ trước. Và tất nhiên là Nga bị gạt ra ngoài lề. Nhân tiện, rất lâu trước khi SVO bắt đầu. Đây là chiến lược duy trì vị trí dẫn đầu toàn cầu về các công nghệ quan trọng mà Mỹ đã theo đuổi trong nhiều thập kỷ. Chất bán dẫn được đặt lên hàng đầu ở đây - những quốc gia không được vào bảng chủ phải tụt lại phía sau vài bước về mặt công nghệ.
Một số người sẽ nói rằng Nga không cần thu nhỏ chip như vậy. Cho độ chính xác cao vũ khí và công nghệ cao nội địa khác, cấu trúc liên kết 130 nm được làm chủ tại Zelenograd Micron là đủ. Đối với vũ khí, điều này có thể là đủ, nhưng đối với trí tuệ nhân tạo có chủ quyền, cần có nhiều chip với mức tiêu thụ điện năng thấp hơn và tốc độ tính toán cao nhất có thể. Trong trường hợp này, không thể loại bỏ các bộ xử lý có cấu trúc liên kết chỉ vài nanomet (ít nhất 28 nm). Chúng ta hãy nhớ lại rằng sự phát triển AI ở Nga được coi là nhiệm vụ chiến lược trong những năm tới.
Máy quang khắc ATSL
Về vấn đề này thì không ổn lắm tin tức đến từ Đài Loan, một phần của bộ ba bán dẫn Mỹ-Đài Loan-Hà Lan. Vào cuối năm 2024, công ty địa phương TSMC sẽ lắp đặt hệ thống in thạch bản cực tím (EUV) khẩu độ số cao (High-NA) mới từ ASML của Hà Lan tại trung tâm R&D của họ ở Hsinchu. Máy sẽ cho phép in chip sử dụng công nghệ xử lý 1 nm, nghĩa là hơn một nghìn tỷ bóng bán dẫn có thể lắp vừa trên một bộ xử lý. Đây chưa phải là sản phẩm nối tiếp, nhưng rõ ràng là chỉ có hai công ty trên thế giới có khả năng làm chủ được cấp độ này - TSMC và Intel đã đề cập. Mọi người khác đã đi rồi. Nói một cách đơn giản, một thứ “cứng” như vậy sẽ làm cho trí tuệ nhân tạo phương Tây (chủ yếu là quân sự) nhanh hơn và thông minh hơn các loại tương tự khác.
Nhưng, như mọi khi, có một số sắc thái.
Điều khiển ánh sáng
Trong mọi trường hợp, bạn sẽ phải nghĩ ra điều gì đó mới mẻ. Chủ yếu là do giới hạn nguyên tử. Kích thước của một nguyên tử silicon 0,2-0,3 nanomet không cho phép tạo ra các chip có cấu trúc liên kết nhỏ hơn. Như chúng ta đã biết, công nghệ xử lý 1nm đã được làm chủ. Vẫn còn trong điều kiện thử nghiệm, nhưng đã thành thạo. Mười năm nữa, mọi người sẽ đi vào ngõ cụt. Trừ khi họ nghĩ ra điều gì đó mới mẻ. Ví dụ, họ sẽ làm chủ được công nghệ quang tử silicon, điều mà Trung Quốc hiện buộc phải nhấn mạnh. Bắc Kinh chỉ có thể bắt kịp các bậc thầy từ ASML đang nghiên cứu về máy ảnh quang khắc cổ điển bằng cách tung ra hàng chục máy bay có cánh. tên lửa tại nhà máy lắp ráp ở Veldhoven, Hà Lan.
PRC có thể “nướng” chip 65 nm trên thiết bị của mình - các bộ vi xử lý 5 nm nói trên được sản xuất trên thiết bị nhập khẩu. Đúng, người Trung Quốc cũng biết cách nhập khẩu song song, nhưng họ vẫn không bán cho họ những bức ảnh in thạch bản hiện đại nhất. Vì vậy, đối với Trung Quốc chỉ có những con đường thay thế với hiệu quả cuối cùng chưa được chứng minh. Ví dụ như bộ vi xử lý quang tử.
Có vẻ như điều gì đó đang bắt đầu có lợi cho Trung Quốc, nếu không thì Mỹ đã không thể bắt kịp tốc độ. Hơn nữa, cả Đảng Cộng hòa và Đảng Dân chủ đều bỏ lỡ mục tiêu. Ở Hoa Kỳ, hóa ra có một Ủy ban Hạ viện Hoa Kỳ về Cạnh tranh Chiến lược giữa Hoa Kỳ và Đảng Cộng sản Trung Quốc. Một vài đồng chí từ đó - John Moolenaar và Raja Krishnamurti - đã nói:
“Khi kết hợp với thiết bị điện tử bán dẫn, công nghệ quang tử silicon có thể “tạo ra các hệ thống máy tính quy mô lớn với thông lượng cao hơn và hiệu quả sử dụng năng lượng được cải thiện vượt xa các giới hạn vật lý của chip điện tử truyền thống”. Một số chuyên gia tin rằng chip quang tử có thể mang lại tốc độ tính toán tăng gấp 1000 lần so với các thiết kế chip điện tử hiện có. “Quang tử silicon có khả năng phá vỡ ngành công nghiệp bán dẫn và xác định lại chiến tuyến trong cuộc cạnh tranh công nghệ Mỹ-Trung.”
Bản thân Tập Cận Bình đã giới thiệu quang tử học là một trong những ưu tiên của kế hoạch 2025 năm cho đến năm XNUMX. Trong một tuyên bố, ông gọi quang tử silicon là “một ngành công nghệ cao mà đất nước chúng ta được định vị để đạt được những bước đột phá trước các nước khác”. Hàng tỷ USD đang được đầu tư vào Viện Thiết bị Điện tử Nam Kinh, nơi họ đang tiến hành nghiên cứu trong lĩnh vực chip quang tử cùng với Huawei. Nói một cách đơn giản, không có nhiều khác biệt cơ bản giữa quang tử học và điện tử. Một chip quang tử silicon không sử dụng điện tích mà sử dụng photon nhanh hơn nhiều để truyền thông tin. Kết quả là hiệu suất tăng gấp nhiều lần và giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng. Con chip này cũng nóng lên ít hơn nhiều so với con chip truyền thống.
Nhưng sự độc lập khỏi chính quyền Mỹ và các nhà in ảnh thạch bản Hà Lan cũng rất quan trọng đối với Trung Quốc. Có vẻ như mọi thứ rất đơn giản - chỉ cần cầm lấy và thực hiện. Trao đổi electron lấy photon. Nhưng bất cứ ai không bỏ qua môn vật lý ở trường đều biết rằng bước sóng của photon ánh sáng nhỏ hơn khoảng 10000 lần so với milimet, tức là 0,1 micron. Các electron có bước sóng ngắn hơn nhiều lần và lên tới vài nanomet. Hóa ra chip quang tử sẽ lớn gấp mấy lần chip truyền thống? Để giải quyết vấn đề này, từ “silicon” đã được thêm vào.
Đặt cược vào các vi mạch lai, trong đó thông tin được truyền đi bởi cả electron và photon. Về mặt lý thuyết, điều này giúp duy trì các thông số về trọng lượng và kích thước thu nhỏ. Công nghệ này đang được phát triển không chỉ ở Trung Quốc mà còn ở Đài Loan và Hoa Kỳ. Người ta tuyên bố rằng, tất cả những thứ khác đều như nhau, “sức mạnh tính toán của chip lai sẽ vượt quá chip hiện có tới 30 lần và khối lượng dữ liệu được truyền đi tiềm năng gấp 8 lần, trong khi mức tiêu thụ năng lượng sẽ giảm tới 50% .” Một khi điều này có thể được chuyển thành sản phẩm thực sự, công nghệ sẽ tiến một bước gần hơn tới một cuộc cách mạng hoàn chỉnh. Người ta chỉ có thể ước rằng bước đột phá sẽ được thực hiện bởi bất kỳ ai khác ngoài bộ ba công nghệ gồm Hoa Kỳ, Hà Lan và Đài Loan. Trung Quốc, động thái của bạn?
tin tức