Kina har aldrig haft en rigtig chipindustri. At lave AI-chips kunne ændre det.

høflighed af bitmain

Donald Trump taler mandarin.

Dette sker i byen Tianjin, cirka en times kørsel syd for Beijing, i en skinnende kontorbygning, der tilhører iFlytek, en af ​​Kinas hastigt voksende kunstig intelligens-virksomheder. Uden for bevogtede porte, inde i et glitrende showroom, står den amerikanske præsident på en stor tv-skærm og hyler ros til det kinesiske firma. Det er Trumps stemme og ansigt, men optagelsen er selvfølgelig falsk – en fræk demonstration af den banebrydende AI-teknologi, iFlytek er ved at udvikle.

Denne historie var en del af vores januar 2019-udgave

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Jiang Tao klukker og viser vejen til nogle andre eksempler på iFlyteks teknologi. Under hele turen bruger Jiang, en af ​​virksomhedens medstiftere, en anden bemærkelsesværdig innovation: en håndholdt enhed, der næsten øjeblikkeligt konverterer hans ord fra mandarin til engelsk. På et tidspunkt taler han ind i maskinen, og griner så, mens det oversættes: Jeg oplever, at min enhed løser kommunikationsproblemet.

iFlyteks oversætter viser AI-egenskaber, der konkurrerer med dem, der findes overalt i verden. Men det fremhæver også et stort hul i Kinas plan, der blev afsløret i 2017, om at være verdens førende inden for kunstig intelligens i 2030. Algoritmerne indeni er udviklet af iFlytek, men hardwaren – mikrochipsene, der bringer disse algoritmer til live – blev designet og lavet andre steder. Mens Kina fremstiller de fleste af verdens elektroniske gadgets, har det mislykkedes, gang på gang, at mestre produktionen af ​​disse små, umuligt indviklede siliciumstrukturer. Dens afhængighed af udenlandske integrerede kredsløb kan potentielt lamme dens AI-ambitioner.

Imidlertid kunne AI selv ændre alt det. Nye typer chips bliver opfundet for fuldt ud at udnytte fremskridt inden for AI ved at træne og køre dybe neurale netværk til opgaver som stemmegenkendelse og billedbehandling. Disse chips håndterer data på en fundamentalt anderledes måde end de logiske siliciumkredsløb, der har defineret hardwarens forkant i årtier. Det betyder at genopfinde mikrochips for første gang i evigheder.

En mere avanceret chipindustri vil hjælpe Kina med at realisere sin drøm om at blive en sand teknologisk supermagt.

Kina vil ikke indhente disse nye jetoner, som man har gjort med mere konventionelle jetoner i årtier. I stedet kunne dens eksisterende styrke i AI og dens enestående adgang til de mængder data, der kræves for at træne AI-algoritmer, give den en fordel i at designe chips, der er optimeret til at køre dem.

Kinas chipambitioner har også geopolitiske konsekvenser. Avancerede chips er nøglen til nye våbensystemer, bedre kryptografi og mere kraftfulde supercomputere. De er også centrale for de stigende handelsspændinger mellem USA og Kina. En succesrig chipindustri ville gøre Kina mere økonomisk konkurrencedygtigt og uafhængigt. For mange, både i Washington og Beijing, er national styrke og sikkerhed på spil.

Silicium visioner

I udkanten af ​​Wuhan, en vidtstrakt by et par dages krydstogt op ad Yangtze fra Shanghai, står en fabrik, der ville spænde over flere fodboldbaner. Det tilhører Tsinghua Unigroup, en statsstøttet mikrochipproducent. Ved udgangen af ​​2019 vil fabrikken producere siliciumwafers, som derefter skal skæres til avancerede hukommelseschips.

Tsinghua Unigroup sigter mod at udvide Wuhan-faciliteten til tre gange dens nuværende størrelse til en samlet pris på 24 milliarder dollars. Det udvikler to lignende steder, en langs Yangtze i Nanjing og en anden længere mod vest i Chengdu, til samme pris. De vil være de største og mest sofistikerede chipfabrikker, der nogensinde er bygget af et kinesisk firma.

Det er alt sammen en del af en indsats fra Kina for at trække sin chipfremstillingsindustri fremad. I 2014 etablerede regeringen National Integrated Circuits Industry Investment Fund, et tilskudsprogram, der planlægger at rejse 180 milliarder dollars fra lokalregeringsstøttede fonde og statsejede virksomheder. Et år senere udgav den Made in China 2025, en gennemgribende plan for opgradering af hele Kinas fremstillingsindustri. Dette satte det enormt ambitiøse mål om at producere chips for 305 milliarder dollars om året og imødekomme 80 % af den indenlandske efterspørgsel efter chips i 2030, op fra henholdsvis 65 milliarder og 33 % i 2016. I dag er den globale produktion på 412 milliarder dollars.

Statsstøttede Tsinghua Unigroup viste et mikroskops syn på en chip på en nylig højteknologisk udstilling i Beijing. Ng Han Guan | AP billeder

Der er stadig lang vej igen. Kina er verdens største og hurtigst voksende marked for halvledere, men ingen kinesisk chipproducent er brudt ind i top 15 globalt med hensyn til salg. Avancerede chips fremstilles primært af virksomheder fra USA, Taiwan, Japan, Sydkorea og Vesteuropa. Kinas store økonomiske rival, USA, står for omkring halvdelen af ​​det globale salg og halvdelen af ​​Kinas chipimport.

Beijing har i lang tid forsøgt at bygge en stærk mikrochipindustri. Forskere udviklede Kinas første transistor ikke længe efter, at enheden blev opfundet i USA i slutningen af ​​1950'erne. Men landet kom bagud, da dets universiteter og virksomheder gik gennem kulturrevolutionens uro. I 1960'erne, da halvlederindustrien begyndte at stige i Silicon Valley og Moores lov blev formuleret, lå Kinas spæde chipindustri i ruiner.

Da den kinesiske økonomi åbnede op i 1980'erne, var det for sent. Chipproducenter samarbejdede med udenlandske firmaer, men det produktionsudstyr, de importerede, blev hurtigt forældet, og de formåede ikke at producere selv grundlæggende chips pålideligt eller i tilstrækkelig mængde. Og selv da Kinas elektronikfremstilling tog fart i 1990'erne, forhindrede bureaukratiske fejltrin og den let tilgængelige tilgængelighed af importerede chips af høj kvalitet yderligere regeringsfremstød. Ingen kinesisk virksomhed kunne matche årtiers ekspertise hos udenlandske firmaer som Intel, Samsung og Taiwan Semiconductor.

Mark Li, en analytiker hos Bernstein, som følger chipindustrien i Asien, vurderer, at Kinas mest avancerede chipproducenter stadig er mindst fem år bagud. Da Moores lov beskriver en fordobling af chip-ydelsen hvert andet år eller deromkring, er det et betydeligt hul. Kina har adskillige low-end fabs, der fremstiller de relativt simple chips, der bruges i smart cards, SIM-kort og endda grundlæggende telefoner, men ikke den slags fabrikker, der er nødvendige for at producere avancerede processorer.

Hvorfor kæmper Kina stadig med at lave avancerede chips, når det er blevet så godt til så meget andet? Dybest set, fordi det er utrolig hårdt. De seneste chips har milliarder af transistorer, hver med kun få nanometer i størrelse, fremstillet på skalaen af ​​individuelle atomer. De er så komplekse, at det ikke er muligt at skille en ad og kopiere dens design, som kinesiske iværksættere har gjort med mange udenlandske produkter. Og selvom det var muligt, ville det ikke give den ekspertise, der kræves til at designe og fremstille den næste generation.

Fremstilling involverer hundredvis, endda tusindvis, af tekniske udfordringer, siger Yungang Bao, direktør for Center for Avancerede Computersystemer ved det kinesiske videnskabsakademi og ekspert i mikroprocessordesign. Det vil tage lang tid at indhente.

Netværkseffekter

Kunstig intelligens kan ændre spillet.

Deep learning er en kunstig intelligens-teknik, der har bevist sin magt i de senere år til at gøre nyttige ting som at spotte sygdomme i medicinske billeder, lære selvkørende biler at blive på vejen og analysere talte kommandoer. Det fungerer på en fundamentalt anderledes måde end de fleste software.
Deep learning bruger store netværk, der nogenlunde ligner de mange lag af neuroner i en biologisk hjerne. Når et netværk lærer en opgave, opstår der en kaskade af beregninger i på hinanden følgende lag. Resultaterne af hver beregning ændrer forbindelserne mellem hvert lag og det næste; i det væsentlige omprogrammerer netværket sig selv, mens det kører. Dens evne til at genkende objekter i billeder er ikke resultatet af trinvise logiske operationer, som i konventionel programmering, men dukker gradvist op, efterhånden som utallige parametre inde i netværket justeres og gen-tweakes gennem udtømmende træning.

Forskere indså tidligt, at chipsene i spilkonsoller, der oprindeligt er designet til at være hurtige til at gengive 3D-billeder, er bedre til dyb læring end almindelige chips. Og deep-learning algoritmer trænes stadig for det meste ved hjælp af snesevis af disse grafikprocessorenheder (GPU'er). En af markedslederne for GPU'er er Nvidia, som byggede sin forretning med at levere hardware til gamere. Men nu har Intel og andre designet kraftfulde nye chips til træning af dyb læring. Selv cloud-softwarevirksomheder som Googles og Amazons udvikler skræddersyede chips designet til deres bedste algoritmer.

Lignende kinesiske initiativer er blevet annonceret i løbet af det seneste år. I juli afslørede søgegiganten Baidu, at den arbejder på en chip kaldet Kunlun til at køre deep-learning-algoritmer i sine datacentre. Og i september sagde e-handelskraftværket Alibaba, at det ville udvinde et nyt firma, dedikeret til at lave AI-chips. Sigende nok er det nye firmas navn Pingtouge, et kælenavn for honninggrævlingen, et afrikansk dyr berømt for frygtløshed og vedholdenhed.

Timingen af ​​AI-boomet er tilfældigt for Kinas chipproducenter. Den dybe læringsrevolution tog fart, lige da regeringens seneste chip-push gik i gang. AI-chipdesign er stadig i sine tidlige dage, og i denne teknologi - i modsætning til hukommelse og logiske kredsløb - er landet ikke håbløst bagud.

Specialiseret hardware

Kai Yu har allerede spillet en væsentlig rolle i Kinas AI-revolution. En munter, bebrillet mand, der studerede neurale netværk på college i Kina og Tyskland i slutningen af ​​1990'erne og begyndelsen af ​​2000'erne, grundlagde han Baidu's Institute of Deep Learning i 2013, da virksomheden blev en af ​​de første til at satse stærkt på AI.

Når han navigerede i Beijings morgentrafik på bagsædet af en Didi, siger Yu, at vigtigheden af ​​chiphardware hurtigt blev tydelig, da Baidu begyndte at hælde ressourcer ind i dyb læring. I 2015, siger han, foreslog han, at Baidu lavede en specialiseret AI-chip. Men det virkede dyrt og langt uden for virksomhedens ekspertise. Så senere samme år rejste Yu for at stifte sit eget firma, Horizon Robotics.

Cambricon, en af ​​landets mest værdifulde startups, sælger nye chips specielt designet til kunstig intelligens cloud-applikationer. Cambricon

Horizon er fokuseret på applikationsspecifikke mikrochips, der kører forudtrænede deep-learning-algoritmer. Det udvikler dem til selvkørende biler og smartere robotter. Men Yu tror, ​​at disse chips vil være overalt inden længe. Hvis vi ser tilbage om 10 år, siger han, vil mere end halvdelen af ​​beregningerne på en enhed være AI-relaterede.

I august afslørede Huawei, Kinas største telekommunikations- og smartphone-virksomhed, en mobilchip, Kirin 980, der inkluderer en neural behandlingsenhed - en logiksektion designet til dyb-læringsopgaver som billed- og stemmegenkendelse.

På en måde illustrerer chippen en langvarig begrænsning af Kinas muligheder - den blev fremstillet af Taiwans TSMC. Men i et andet afspejler det Kinas slående fremskridt og ambitioner. Chippen er en af ​​landets første til at inkludere funktioner så små som 7 nanometer. Mindre komponenter gør chips hurtigere og mere kapable, men også meget sværere at designe og fremstille, så dette er et betydeligt kup for Huawei. Design til den del af chippen, der er optimeret til dyb læring, kommer fra en startup kaldet Cambricon, grundlagt i 2016 af forskere fra det kinesiske videnskabsakademi. I dag er Cambricon vurderet til $2,5 milliarder, hvilket gør det til branchens mest værdifulde startup. I oktober annoncerede Huawei en anden AI-chip, kaldet Ascend, der er designet internt.

Chip på skulderen

Kinas chipambitioner har raslet andre lande, især USA. Dels fordi dets bestræbelser på at få adgang til teknologi nogle gange har involveret aggressive opkøb, tvungen teknologioverførsel og angiveligt industrispionage. Chipfremstilling er nøglen til militær dygtighed, og Obama-administrationen forsøgte at blokere kinesiske forsøg på at erhverve amerikansk chipteknologi længe før Donald Trump ankom til Det Hvide Hus. Det er et af de få spørgsmål, der forener amerikanske politikere.

Kunstig intelligens ændrer verden
Kunstig intelligens transformerer verden.

I april 2018 forbød USA en af ​​Kinas førende teknologivirksomheder, ZTE, at bruge amerikanske chips, fordi de havde brudt et forbud mod at sælge udstyr indeholdende amerikansk teknologi til Iran og Nordkorea. I oktober sagde USA, at hukommelseschipproducenten Fujian Jinhau, et firma, der er anklaget for at stjæle forretningshemmeligheder, ville have brug for en særlig licens for at købe amerikansk fremstillede komponenter. Disse restriktioner kan delvist være en reaktion på ejendomstyveri og unfair handel, men de ligner også et forsøg på at bremse Kinas fremskridt i fremstillingen af ​​chips.

Alligevel kan en handelskrig kun fremskynde Kinas opstigning. Folk i Kina indså, at USA nemt kan stoppe deres fremskridt, siger Bao ved det kinesiske videnskabsakademi. Det vil formentlig fremskynde tingene.

Hvor hurtigt det end sker, er Kinas march til avanceret chipfremstilling næsten ustoppelig. Ingen ægte supermagt har råd til at outsource teknologi, der er så afgørende for både dens økonomiske vækst og dens militære sikkerhed. Og efter årtier med at spille indhentning ser landet endelig muligheder for at etablere mestring af feltet.

I Tianjin forklarer Jiang, at iFlytek overvejer at designe sine egne chips for at forbedre ydeevnen af ​​sine elektroniske oversættere. Netop da taler den AI-genererede version af Trump op.人工智能正在改变世界 ( Réngōng zhìnéng zhèngzái gǎibiàn shìjiè ), siger han: Kunstig intelligens transformerer verden.

skjule