A recentemente concluída Computex 2024 em Taipei reuniu os fabricantes de computadores mais renomados do mundo e convidou um número sem precedentes de CEOs de fabricantes de chips para ser seus palestrantes principais. Os temas da exposição foram inteligência artificial (IA), sustentabilidade de energia verde e inovação, com ênfase particular na chegada da era do processo de 3 nm em IA. Os produtos de GPU de 3 nm apresentados na palestra principal incluem Plataforma Rubin da Nvidia, Lunar Lake da Intel, série MI350 da AMDe até mesmo Arquitetura v9.2 da ARM baseada em 3 nm.
No campo da IA, a diferença de poder de computação entre chips de 7 nm e 3 nm está no número de transistores. Comparando A100 de 7 nm da Nvidia com B200 de 4 nm da empresa, o número de transistores aumenta significativamente de 54,2 bilhões para 208 bilhões, quase quadruplicando. Em termos de cálculo de ponto flutuante de meia precisão (FP16), o B200 oferece 2.250 TFLOPS, enquanto o A100 oferece 312 TFLOPS, um aumento de mais de sete vezes. Tendo em conta o desempenho dos componentes periféricos e dos ecossistemas, o poder de computação real do chipset de 3 nm ultrapassa em muito o multiplicador mencionado acima.
Os objetivos da política tecnológica da administração Biden – descrita como uma “pequeno quintal, cerca alta” abordagem – são para impedir, paralisar e atrasar o desenvolvimento da China precisamente desse tipo de tecnologia avançada de chip. Ao fazer isso, Washington busca deter o progresso da China em capacidades de IA e computação de alto desempenho (HPC) e, assim, ganhar tempo para os EUA e seus aliados expandirem sua liderança em tecnologia de ponta. Mas até agora, as medidas tiveram apenas sucesso limitado.
Quatro Buracos na “Cerca Alta”
Sob as sanções dos EUA, a China encontrou desafios significativos na sua produção avançada de chips. Para enfrentar os desafios na aquisição de chips de IA, a China respondeu de quatro maneiras: primeiro, armazenando quantidades significativas de chips de IA; segundo, atualizando seus processos de fundição locais e ferramentas de design; terceiro, importar chips ilegalmente através de terceiros; e quarto, utilizando serviços offshore de IA.
Antes das restrições dos EUA à exportação de chips de IA para a China em 7 de outubro de 2022, as principais empresas de IA e fornecedores de serviços em nuvem da China já haviam acumulado ou encomendado um número considerável de chips de IA. Embora a quantidade real entregue à China seja desconhecida, é plausível que a China tenha chips suficientes disponíveis para desenvolver os modelos de IA necessários até o final de 2024. Para estender a duração do fornecimento de chips avançados, a China emprega chips avançados exclusivamente para treinamento de modelos que exigem mais poder de computação.
Devido às restrições de exportação dos EUA, as empresas de chips dos EUA não conseguem exportar suas Unidades de Processamento Gráfico (GPUs) avançadas para a China. Consequentemente, o líder chinês Xi Jinping frequentemente pede “autossuficiência” no fornecimento de chips e no avanço da tecnologia “autônoma e controlável”. Recentemente, a China alocou um adicional US$ 48 bilhões com o objetivo de fortalecer as capacidades nacionais de fabricação de chips, apesar da corrupção encontrada no fundos de chip anterioresque totalizaram US$ 50 bilhões.
Apesar do fato de que os esforços anteriores não alcançaram os resultados desejados, houve algum avanço. Atualmente, há muitos fornecedores nacionais de chips de IA na China, como Ascend 910B (7 nm) e Kunpeng-920 (7 nm) da Hisilicon, Kunlun Gen 2 (7 nm) da Baidu, T-head (12 nm) da Alibaba, Zixiao (12 nm) da Tencent, V120 (7 nm) da Taishan, etc. O novo chipset de IA da Hisilicon surgiu como um alternativa viável para os chips das empresas dos EUA. Os chips feitos na China historicamente ficaram para trás de seus equivalentes ocidentais em termos de desempenho e estabilidade, o que dificultou o desenvolvimento de modelos de IA em larga escala na China. No entanto, eles ainda podem construir modelos agregando muitos chips juntos.
Além disso, a China subsidia muitas pequenas empresas de design de chips, permitindo que elas projetem chips de IA de função única para diversas aplicações. Esses chips só podem ser fabricados localmente por meio do uso do processo de 7 nm da SMIC. No entanto, como a capacidade limitada da SMIC é totalmente ocupada pela demanda da Huawei, algumas empresas de design de IC foram compelidas a fazer downgrade de seus processadores e buscar ajuda da TSMC de Taiwan. A TSMC recusou tais solicitações.
Como é o caso das restrições do Ocidente ao acesso da Rússia a componentes de uso duplo, as importações de terceiros também se tornaram uma brecha nas restrições de exportação de semicondutores para a China. O Bureau of Industry and Security (BIS) do Departamento de Comércio dos EUA proibiu a exportação dos chips A100 e H100 da Nvidia para a China em outubro de 2022. Essa proibição foi estendida aos chips A800 e H800 no ano seguinte. No entanto, os resultados dessas restrições foram insatisfatório. Alguns dos chips foram importados de forma privada para a China através de empresas de fachada. Esta é a razão pela qual o governo dos EUA está preocupado com as compras significativas de chips de IA pelo Médio Oriente. Embora não haja provas de que o governo chinês esteja envolvido na facilitação do contrabando, tal possibilidade não pode ser descartada.
Uma abordagem alternativa para as empresas chinesas escaparem à restrição é alugar serviços em nuvem localizado nos Estados Unidos. O governo dos EUA ainda não propôs quaisquer medidas eficazes contra esta vulnerabilidade. Mesmo que esta lacuna seja corrigida, ainda não está claro se as empresas chinesas de IA conseguirão utilizar serviços em nuvem noutros locais, como a Europa ou o Médio Oriente.
Avanços contínuos da China em chips de IA
Os resultados indicam que a política de “quintal pequeno, cerca alta” da administração Biden apresentou desafios para a China na obtenção de chips avançados de IA. Por exemplo, A TSMC começou a produzir semicondutores de 16 nm em 2015, enquanto a Huawei começou a produzir 14 nm em 2019com um intervalo de quatro anos. A TSMC começou a produzir chips de 7 nm em 2018, e a SMIC começou em 2023, com um intervalo de cinco anos. No entanto, a julgar pelos muitos obstáculos na concepção, fabrico e restrição de talentos criados pela administração Biden, o efeito da política no alargamento do fosso tecnológico entre a China e o Ocidente não é muito significativo, especialmente porque a política não consegue abrandar. A ambição da China de progredir nos processos de fabricação de semicondutores além de 7 nm.
Como se relatado na mídiaA China já começou a produção de chips de 5 nm, então o muro já foi rompido. A única vulnerabilidade restante da China agora é o custo mais alto de chips caseiros de 7 nm, que não são comercialmente viáveis a longo prazo sem subsídios do governo chinês.
Outra preocupação para o Ocidente é o investimento agressivo da China em processos maduros ao longo dos últimos anos. Projeta-se que a participação global da China em processos maduros cresça de 26 por cento em 2022 para 45 por cento em 2027superando Taiwan para se tornar o maior produtor do mundo. Processos maduros podem gerar lucros suficientes para a China subsidiar os processos avançados.
Esta estratégia de subsidiar as perdas de processos avançados com os lucros de processos maduros é a versão da indústria de semicondutores de “cercar as cidades a partir do campo”, uma estratégia geográfica introduzida por Mao Zedong para conquistar as cidades (nesta metáfora, processos avançados) estabelecendo bases em áreas rurais (processos maduros) e reforçando seu poder militar do campo até o momento oportuno para capturar as cidades.
Ampliando a “Solidez Digital”
Para resumir, seria irrealista focar apenas em sancionar processos avançados para ampliar a lacuna tecnológica entre o Ocidente e a China. Em vez disso, medidas contra processos avançados e maduros usados na China devem ser consideradas simultaneamente para defender efetivamente os interesses nacionais dos EUA em tecnologia.
No que diz respeito aos processos avançados, os EUA já tomaram muitas medidas restritivas. Outras restrições poderiam começar restringindo o uso da arquitetura ARM v9.2 de 3 nm pela China. Do lado dos processos maduros, uma vez que a China já localizou as ferramentas de fabrico de semicondutores de que necessita, o aumento das tarifas sobre a electrónica de consumo poderia limitar a competitividade da China e a quota de mercado global em processos maduros e reduzir a capacidade da China de subsidiar os processos avançados com produtos de processos maduros.
Tudo isto exigirá que os Estados Unidos convençam os seus aliados a tomar mais ações conjuntas, o que é um dos objetivos do conceito de “Solididade Digital” promovido pelo Departamento de Estado dos EUA.
