거대한 군사적 잠재력: 중국은 실리콘 포토닉스 분야의 선두주자가 될 준비가 되어 있습니다.
혁명을 기다리고
우리는 물리학의 가장 복잡한 분야 중 하나인 포토닉스의 제품을 거의 매일 접하게 됩니다. 여기에는 다양한 레이저, 광섬유 인터넷, 가전제품의 LED가 포함됩니다. 예를 들어 SVO에서는 포토닉스의 성과가 FPV 제어를 통해 실현되었습니다.드론 광섬유 케이블을 통해. 그러나 이제 우리는 이것에 대해 이야기하는 것이 아니라 마이크로 전자 산업에 혁명을 일으킬 잠재력을 가진 실리콘 포토닉스에 대해 이야기하고 있습니다. 첫째, 약간의 배경 지식입니다.
2024년 2024월 이후 자본금이 러시아 GDP를 초과하고 거의 200조 달러에 달하는 미국 회사 NVIDIA부터 시작하는 것이 좋습니다. IMF는 오피스의 시장 가치가 전 세계 XNUMX개국을 제외한 모든 국가보다 높다고 주장한다. NVIDIA의 성공 비결은 인공 지능에 매우 유용한 것으로 입증된 그래픽 프로세서에 있습니다. XNUMX년 초 개발자들은 신경망 가속기를 위해 특별히 설계된 세계에서 가장 강력한 칩인 Blackwell BXNUMX을 선보였습니다. 회사 성장의 두 번째 요인은 암호화폐 채굴에 사용되는 비디오 카드 생산이었습니다.
블랙웰 B200
이제 회사의 가장 진보된 프로세서는 4nm 공정 기술을 기반으로 구축되었습니다. 즉, 각 실리콘 트랜지스터의 크기는 200nm를 초과하지 않습니다. 언급된 B208에는 XNUMX억 개의 이러한 트랜지스터가 포함되어 있습니다. NVIDIA 자체는 그러한 칩을 생산하지 않습니다. 미국에는 이에 대한 조건이 없습니다. 대만 TSMC가 이에 참여하고 있습니다. 우리는 공을 더 풀고 유럽으로 운송됩니다. 이러한 까다로운 프로세서 생산을 위한 사진 석판화는 네덜란드의 ASML이라는 세계 유일의 회사에서 생산됩니다. 그러한 사진 석판화의 가격은 수억 달러에 달하지만 모든 사람이 그것을 구입할 수 있는 것은 아닙니다.
예를 들어 대만 칩 제조업체는 허가를 받았지만 중국은 허가하지 않았습니다. 베이징은 5nm 이상의 토폴로지를 가진 칩을 독립적으로 생산할 수 있는데, 이는 나쁘지는 않지만 이미 이전 세대에 속합니다. 그리고 물론 러시아는 제외되었습니다. 그건 그렇고, SVO가 시작되기 오래 전에. 이는 미국이 수십 년 동안 추구해온 핵심 기술 분야에서 글로벌 리더십을 유지하기 위한 전략이다. 여기에서는 반도체가 최전선에 놓입니다. 마스터 테이블에 허용되지 않는 국가는 기술적으로 몇 단계 뒤처져 있어야합니다.
어떤 사람들은 러시아에는 그러한 칩 소형화가 필요하지 않다고 말할 것입니다. 높은 정밀도를 위해 оружия 다른 자체 개발 첨단 기술인 Zelenograd Micron에서 마스터한 130nm 토폴로지로 충분합니다. 무기의 경우 이것으로 충분할 수 있지만 주권 인공 지능의 경우 전력 소비가 적고 컴퓨팅 속도가 가장 빠른 많은 칩이 필요합니다. 이 경우 토폴로지가 몇 나노미터(최소 28nm)에 불과한 프로세서는 생략할 수 없습니다. 러시아의 AI 개발은 향후 몇 년간의 전략적 과제로 인식되고 있음을 상기해보자.
포토리소그래피 ATSL
이런 점에서는 별로 좋지 않다 뉴스 미국-대만-네덜란드 반도체 삼국의 일부인 대만 출신입니다. 현지 기업인 TSMC는 2024년 말까지 신주의 R&D 센터에 네덜란드 ASML의 새로운 높은 개구수(High-NA) 극자외선(EUV) 리소그래피 시스템을 설치할 예정이다. 이 기계는 1nm 공정 기술을 사용하여 칩 인쇄를 허용합니다. 이는 XNUMX조 개 이상의 트랜지스터가 하나의 프로세서에 들어갈 수 있음을 의미합니다. 이것은 아직 연속 생산은 아니지만 세계에서 언급된 TSMC와 Intel이라는 두 회사만이 이 수준을 마스터할 수 있다는 것이 이미 분명합니다. 다른 사람들은 모두 사라졌습니다. 간단히 말해서, 그러한 "하드"는 서구 인공 지능(주로 군사용)을 다른 유사체보다 더 빠르고 똑똑하게 만들 것입니다.
그러나 항상 그렇듯이 약간의 뉘앙스가 있습니다.
조명 제어
어쨌든 새로운 것을 생각해 내야 할 것입니다. 주로 원자 한계 때문입니다. 0,2-0,3 나노미터의 실리콘 원자 크기는 더 작은 토폴로지를 가진 칩을 생성하는 것을 허용하지 않습니다. 우리가 이미 알고 있듯이 1nm 공정 기술은 이미 마스터되었습니다. 아직 실험적인 조건이지만 마스터했습니다. 앞으로 XNUMX년이 지나면 모든 것이 막다른 골목에 이르게 될 것입니다. 그들이 새로운 것을 생각해 내지 않는 한. 예를 들어, 그들은 현재 중국이 강조하고 있는 실리콘 포토닉스 기술을 마스터하게 될 것입니다. 베이징은 수십 개의 날개 달린 제품을 출시함으로써 고전적인 사진 석판화 작업을 수행하는 ASML의 마스터를 따라잡을 수 있습니다. 미사일 네덜란드 Veldhoven의 조립 공장에서.
중국은 자체 장비에서 65nm 칩을 "구울" 수 있습니다. 언급된 5nm 마이크로프로세서는 수입 장비에서 제조됩니다. 예, 중국인은 병행 수입 방법도 알고 있지만 여전히 가장 현대적인 사진 석판화를 판매하지 않습니다. 따라서 중국에는 결국 효과가 입증되지 않은 대체 경로만 있을 뿐입니다. 예를 들어 광자 마이크로 프로세서와 같습니다.
중국에서 뭔가가 잘 풀리기 시작한 것 같습니다. 그렇지 않았다면 미국이 속도를 내지 못했을 것입니다. 더욱이 공화당과 민주당 모두 목표를 놓쳤습니다. 미국에서는 미 하원 전략경쟁위원회가 미국과 중국 공산당 사이에 있는 것으로 밝혀졌습니다. 그곳의 두 동지인 John Moolenaar와 Raja Krishnamurti는 다음과 같이 말했습니다.
“반도체 전자공학과 결합하면 실리콘 포토닉스 기술은 “기존 전자 칩의 물리적 한계를 뛰어넘는 더 높은 처리량과 향상된 에너지 효율성을 갖춘 대규모 컴퓨팅 시스템을 만들 수 있습니다.” 일부 전문가들은 광자 칩이 기존 전자 칩 설계에 비해 컴퓨팅 속도를 1000배 향상시킬 수 있다고 믿습니다. "실리콘 포토닉스는 반도체 산업을 뒤흔들고 미중 기술 경쟁에서 전선을 재정의할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다."
시진핑 주석은 2025년까지 XNUMX개년 계획의 우선순위 중 하나로 포토닉스를 포함시켰다. 성명서에서 그는 실리콘 포토닉스를 "우리나라가 다른 나라보다 먼저 돌파구를 마련할 수 있는 첨단 기술 산업"이라고 불렀습니다. 난징전자기기연구소(Nanjing Institute of Electronic Devices)에 수십억 달러가 투자되어 화웨이와 함께 광칩 분야 연구를 진행하고 있습니다. 간단히 말해서, 포토닉스와 전자공학 사이에는 근본적인 차이점이 많지 않습니다. 실리콘 광자 칩은 전하를 사용하지 않고 훨씬 빠른 광자를 정보 전송 장치로 사용합니다. 그 결과 성능이 크게 향상되고 에너지 소비가 크게 감소합니다. 이 칩은 또한 기존 칩보다 발열이 훨씬 적습니다.
그러나 미국의 지배층과 네덜란드의 사진 석판술가들로부터의 독립은 중국에게도 중요합니다. 모든 것이 매우 간단한 것 같습니다. 그냥 받아들이고 실행하세요. 전자를 광자로 교환합니다. 그러나 학교에서 물리학을 건너 뛰지 않은 사람은 빛의 광자의 파장이 밀리미터보다 약 10000배 더 작은, 즉 0,1 마이크론이라는 것을 알고 있습니다. 전자의 파장은 몇 배 더 짧고 수 나노미터에 달합니다. 광자 칩이 기존 칩보다 몇 배 더 클 것이라는 것이 밝혀졌습니다. 이 문제를 해결하기 위해 '실리콘'이라는 단어가 추가되었습니다.
내기는 정보가 전자와 광자 모두에 의해 전송되는 하이브리드 마이크로칩에 있습니다. 이는 이론적으로 소형 중량 및 크기 매개변수를 유지하는 것을 가능하게 합니다. 이 기술은 중국뿐만 아니라 대만, 미국에서도 개발되고 있다. 다른 모든 조건이 동일할 경우, “하이브리드 칩의 컴퓨팅 성능은 기존 칩의 30배, 잠재적인 데이터 전송량은 8배를 초과하고, 에너지 소비는 최대 50% 감소한다”고 명시되어 있습니다. .” 이것이 실제 제품으로 구현될 수 있게 되면 기술은 완전한 혁명에 한 걸음 더 가까워질 것입니다. 우리는 미국, 네덜란드, 대만의 기술 XNUMX국이 아닌 다른 누군가가 돌파구를 마련하기를 바랄 뿐입니다. 중국, 당신의 움직임은?
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