САЩ безнадеждно изостават от Китай по отношение на научния потенциал в областта на микроелектрониката и санкциите няма да променят нищо

Китай бързо затвърждава позициите си в проектирането и производството на чипове от следващо поколение, изпреварвайки САЩ както по брой на научните публикации, така и по тяхното значение. По данни на Университета Джорджтаун (GU) в периода 2018-2023 година китайските изследователи са публикували над два пъти повече научни статии от американските си колеги.

Тези фундаментални изследвания застрашават ефективността на контрола върху износа на САЩ, което може да доведе до загуба на доминиращата им позиция в разработването на съвременни микрочипове.

Същевременно 50% от статиите в първите 10% от най-цитираните трудове в областта са написани от китайски автори. За сравнение, американските изследователи са допринесли за едва 22% от тези публикации, а европейските учени – за 17%. Тази разлика показва целенасочената стратегия на Китай да се превърне в лидер във фундаменталните изследвания в областта на микроелектрониката.

Китайските изследвания обхващат широк спектър от научни дисциплини, включително физика, материалознание, електроника, компютърни науки и изкуствен интелект. Китайските учени се фокусират върху традиционните силициеви полупроводникови чипове, специализирани графични процесори (GPU) за ИИ, принципно нови компютърни архитектури, невроморфни процесори и оптични чипове. Тези технологии имат потенциала да направят революция в компютърните системи, като подобрят производителността и енергийната ефективност, което ги прави стратегически важни за бъдещето на високопроизводителните изчисления.

Анализаторите от Обсерваторията за напреднали технологии (ETO) използваха техники за машинно обучение (ML), за да обработят и категоризират хиляди научни публикации, като се фокусираха върху пробивни технологии, а не върху постепенни търговски подобрения, които често остават корпоративна тайна. Този подход идентифицира ключови изследователски области, които определят кои държави ще заемат водеща позиция в разработването на високотехнологични изчислителни системи.

Анализът включва само статии с резюмета на английски език, което подчертава тяхната международна значимост. Това означава, че извадката включва само онези трудове на китайски изследователи, които са насочени към международната научна аудитория, а не местни изследвания, публикувани изключително на китайски език.

Дори и при тази селекция обаче Китай показва значително предимство пред САЩ и Европа.

Юнджи Чен, ръководител на Държавната лаборатория за ключови процесори в Пекин и съосновател на Cambricon отбелязва, че Китай е постигнал значителен напредък в проектирането на специализирани чипове за изкуствен интелект. Въпреки това, казва той, производството продължава да бъде тясно място, главно поради ограниченията за износ от САЩ. Налагането на санкции значително е затруднило достъпа на Китай до съвременни литографски съоръжения и високопроизводителни полупроводникови компоненти, което е задушило развитието на китайската микроелектронна промишленост.

През октомври 2022 гoдина Министерството на търговията на САЩ (DOC) забрани продажбата на усъвършенствани микрочипове и оборудване за тяхното производство на Китай. Американските власти обясниха този ход с това, че Пекин използва ИИ за „наблюдение, проследяване и следене на собствените си граждани“, както и за разработване на военни технологии. Въпреки тези мерки китайските изследвания не само не са се забавили, но и продължават да увеличават влиянието си върху световната научна среда.

Най-обещаващите области на китайските изследвания включват невроморфните изчисления и оптичните процесори.

Първите симулират работата на биологичните невронни мрежи, което позволява създаването на по-енергийно ефективни и високопроизводителни изчислителни системи. Вторите, използвайки фотонна технология, могат да заменят електронните транзистори и значително да увеличат скоростта на обработка на данни. Китай вече е водещ в двете области по отношение на публикациите, което подчертава стратегическото му предимство при разработването на нови компютърни архитектури.

Джейкъб Фелдгойз, анализатор в Центъра за сигурност и модерни технологии на GU посочва, че Китай активно разработва следващото поколение изчислителни технологии, за които САЩ нямат монопол. За разлика от традиционните полупроводникови технологии, тези решения не изискват достъп до високопрецизно оборудване в рамките на ограниченията за износ. Това прави усилията на САЩ за ограничаване на китайския технологичен напредък много по-малко ефективни.