[Перевод] Обеспечат ли чиплеты первенство США в микроэлектронике?
Вновь о «чиплетах», которые MIT Technology Review назвало одной из 10 прорывных технологий 2024 года. (Чиплеты — это небольшие микросхемы, специализированные на выполнении тех или иных задач, из которых предлагается «собирать» компьютеры.)
1.Статья MIT Technology Review от 28 декабря 2023 года:»Нам нужен самоучитель для вычислений».
Статья написана сотрудниками частного фонда, специализирующегося на выработке рекомендаций по укреплению долгосрочной конкурентоспособности США под названием «Special Competitive Studies Project» (основан бывшим генеральным директором Google Эриком Шмидтом).
Вопрос в статье ставится следующим образом. Согласно «закону о чипах», на развитие микроэлектроники в США выделяется $39 млрд. Как их потратить максимально эффективно?
Какую стратегию США выбрать?
1) Ориентироваться на задачу сохранения своего лидерства в течение следующих пяти лет?
2) Или пойти «ва-банк» и ориентироваться на создание прорыва в области вычислительной техники?
Обсуждая варианты, авторы статьи говорят, что сейчас микроэлектроника все еще развивается по «закону Мура» (пусть и с некоторыми оговорками). Но во-первых двигаться в этом направлении все сложнее и сложнее. А, во-вторых, лет через 10 так уж точно технология выйдет на физические пределы. А раз так — не проще ли сразу попытаться опереться на что-то новое?
Сказав это — переходят к чиплетам. Цитата.
В ближайшей перспективе полупроводниковая промышленность приняла стратегию, состоящую из двух частей. С одной стороны, IT создает чипы-«ускорители», адаптированные для конкретных приложений (таких как обучение с помощью искусственного интеллекта), чтобы ускорить вычисления.
С другой стороны, фирмы создают аппаратное обеспечение из более мелких функциональных компонентов, называемых «чиплетами», для снижения затрат и улучшения возможности настройки.
Эти чиплеты могут располагаться рядом или друг на друге. 3D-подход может стать особенно мощным средством повышения скорости вычислений.Эта стратегия, состоящая из двух частей, поможет в ближайшие 10 лет или около того. Но у нее есть долгосрочные ограничения.
Во-первых, она по-прежнему основана на том же методе сборки транзисторов, который в настоящее время подходит к концу. И даже с 3D-интеграцией мы продолжим бороться с узкими местами в области энергозатратных коммуникаций. Неясно, как долго такой подход позволит производителям микросхем производить более дешевые и производительные компьютеры.
Переходя к обсуждению вопроса «что будет через 10 лет, на какие технологии переходить?», говорят, что недостатка в кандидатах нет (квантовые, фотонные, нейроморфные и т.д. компьютеры).
Но «ни одна из этих потенциальных технологий не является новой: исследователи работают над ними уже много лет. <...> Только Вашингтон предоставляет организационную мощь и доллары на исследования и разработки, чтобы помочь этим новым системам достичь масштаба. <...> Чтобы добиться успеха, было бы неплохо последовать примеру DARPA и сосредоточиться на программах moonshot».
(Moonshot — дословно «выстрел на Луну» — условный аналог — «вундервафля».)
2.Статья MIT Technology Review от 28 декабря 2023 года: «Почему Китай делает большие ставки на чиплеты».
Автор статьи (Зейи Янг, колумнист издания) описывает американскую атаку на микроэлектронную промышленность Китая. Говорит об экономических санкциях, о том как больно они ударили по китайской микроэлектронике. Но затем утверждает, что есть чудо-технология, чиплеты, которая позволит Китаю решить многие его проблемы. А раз так — то и США не могут себе позволить не развивать этот подход.
Что следует из факта наличия данной рекламной кампании? Что менее важно — скоро идею чиплетов начнут пропагандировать многие массовые западные издания. Что более важно — внедрение технологии чиплетов встречает сопротивление отрасли в США (иначе зачем эта рекламная кампания?). Почему возникает это сопротивление? Первая мысль, которая приходит в голову, — американские компании считают, что у них и так все хорошо.
Отдельный вопрос — кто именно и с какими целями внедряет эту технологию чиплетов. Одно дело — если это просто отработка рекламного заказа. Другое дело — если те, кто занимается в США стратегией, всерьез считают, что в будущем придется опираться на чиплеты в борьбе с Китаем и т.д.
Ниже — цитата из текста.
Относительно новая технология, известная как чиплеты, дает Китаю способ обойти эти экспортные запреты, повысить степень самостоятельности и идти в ногу с другими странами, особенно с США. <...>
В отличие от традиционных микросхем, которые объединяют все компоненты на одном куске кремния, чиплеты используют модульный подход. У каждого чипа есть специальная функция, например, обработка или хранение данных; затем они соединяются в единую систему. Поскольку каждый чип меньше по размеру и более специализирован, он дешевле в производстве и с меньшей вероятностью выйдет из строя. <...>
В течение многих лет китайское правительство искало способы преодолеть возникшее узкое место в производстве микросхем. Но прорывы в таких областях, как литография могут занять десятилетия. <...> Технология чиплетов дает способ обойти это ограничение. Разделение функций микросхемы на несколько микросхемных модулей снижает сложность изготовления каждой отдельной детали. Если Китай не может купить или изготовить ни одной детали мощного чипа, он может подключить несколько менее совершенных микросхем, которые у него есть возможность производить. Вместе они потенциально могли бы достичь уровня вычислительной мощности, аналогичного чипам, доступ к которым США блокируют Китаю, если не большего. <...>
Мощные компании в секторе чипов, такие как AMD, Intel и Apple, уже использовали эту технологию в своих продуктах.
Для этих компаний чипы — это один из нескольких способов, с помощью которых полупроводниковая промышленность может продолжать увеличивать вычислительную мощность чипов, несмотря на их физические ограничения. Но для китайских производителей чипов они могли бы сократить время и затраты, необходимые для разработки более мощных чипов внутри страны. <...> И чтобы воплотить этот потенциал в реальность, этим компаниям необходимо инвестировать в технологии упаковки чипов, которые соединяют чиплеты в одно устройство. <...>В июле 2023 года Национальный фонд естественных наук Китая объявил о своем плане профинансировать от 17 до 30 исследовательских проектов в области чиплетов <...> с целью увеличить производительность чиплетов «на один-два порядка». <...>
Для китайской полупроводниковой промышленности это может стать кратчайшим путем к производству более мощных чипов.
