La Cina non ha mai avuto una vera industria dei chip. Fare chip AI potrebbe cambiarlo.

per gentile concessione di bitmain

Donald Trump parla mandarino.

Questo sta accadendo nella città di Tianjin, a circa un'ora di auto a sud di Pechino, all'interno di uno scintillante edificio per uffici che appartiene a iFlytek, una delle società cinesi di intelligenza artificiale in rapida crescita. Oltre i cancelli sorvegliati, all'interno di uno sfarzoso showroom, il presidente degli Stati Uniti è su un grande schermo televisivo a elogiare l'azienda cinese. Sono la voce e il volto di Trump, ma la registrazione è, ovviamente, falsa: una dimostrazione sfacciata della tecnologia di intelligenza artificiale all'avanguardia che iFlytek sta sviluppando.

Questa storia faceva parte del nostro numero di gennaio 2019

• Vedi il resto del problema
• sottoscrivi

Jiang Tao ridacchia e apre la strada ad altri esempi della tecnologia di iFlytek. Durante il tour, Jiang, uno dei cofondatori dell'azienda, utilizza un'altra notevole innovazione: un dispositivo portatile che converte le sue parole dal mandarino all'inglese quasi istantaneamente. A un certo punto parla nella macchina, e poi sorride mentre si traduce: trovo che il mio dispositivo risolva il problema di comunicazione.

Il traduttore di iFlytek mostra capacità di intelligenza artificiale che rivaleggiano con quelle che si trovano in qualsiasi parte del mondo. Ma evidenzia anche una grande falla nel piano cinese, svelato nel 2017, di diventare il leader mondiale dell'IA entro il 2030. Gli algoritmi all'interno sono stati sviluppati da iFlytek, ma l'hardware, i microchip che danno vita a quegli algoritmi, è stato progettato e realizzato altrove. Sebbene la Cina produca la maggior parte dei gadget elettronici del mondo, non è riuscita, più e più volte, a padroneggiare la produzione di queste strutture di silicio minuscole e incredibilmente intricate. La sua dipendenza da circuiti integrati stranieri potrebbe potenzialmente paralizzare le sue ambizioni di intelligenza artificiale.

Tuttavia, l'IA stessa potrebbe cambiare tutto questo. Nuovi tipi di chip vengono inventati per sfruttare appieno i progressi dell'IA, addestrando ed eseguendo reti neurali profonde per attività come il riconoscimento vocale e l'elaborazione delle immagini. Questi chip gestiscono i dati in un modo fondamentalmente diverso dai circuiti logici al silicio che hanno definito l'avanguardia dell'hardware per decenni. Significa reinventare i microchip per la prima volta da secoli.

Un'industria dei chip più avanzata aiuterà la Cina a realizzare il suo sogno di diventare una vera superpotenza tecnologica.

La Cina non giocherà al passo con questi nuovi chip, come ha fatto per decenni con i chip più convenzionali. Invece, la sua forza esistente nell'IA e il suo accesso senza precedenti alle quantità di dati richieste per addestrare gli algoritmi di intelligenza artificiale potrebbero darle un vantaggio nella progettazione di chip ottimizzati per eseguirli.

Le ambizioni di chip della Cina hanno anche implicazioni geopolitiche. I chip avanzati sono la chiave per nuovi sistemi d'arma, una migliore crittografia e supercomputer più potenti. Sono anche centrali per le crescenti tensioni commerciali tra Stati Uniti e Cina. Un'industria dei chip di successo renderebbe la Cina più competitiva e indipendente dal punto di vista economico. Per molti, sia a Washington che a Pechino, sono in gioco la forza e la sicurezza nazionale.

Visioni di silicio

Alla periferia di Wuhan, una città tentacolare a pochi giorni di navigazione lungo lo Yangtze da Shanghai, si trova una fabbrica che si estenderebbe su diversi campi da calcio. Appartiene a Tsinghua Unigroup, un produttore di microchip sostenuto dallo stato. Entro la fine del 2019, la fabbrica produrrà wafer di silicio che verranno poi tagliati in chip di memoria avanzati.

Tsinghua Unigroup mira a espandere la struttura di Wuhan a tre volte la sua dimensione attuale, per un costo totale di 24 miliardi di dollari. Sta sviluppando due siti simili, uno lungo lo Yangtze a Nanchino e un altro più a ovest a Chengdu, a costi simili. Saranno le più grandi e sofisticate fabbriche di chip mai costruite da un'azienda cinese.

Fa tutto parte di uno sforzo della Cina per portare avanti la sua industria della produzione di chip. Nel 2014, il governo ha istituito il National Integrated Circuits Industry Investment Fund, un programma di sovvenzioni che prevede di raccogliere 180 miliardi di dollari da fondi sostenuti dal governo locale e imprese statali. Un anno dopo, ha rilasciato Made in China 2025, un progetto radicale per l'aggiornamento dell'intera industria manifatturiera cinese. Ciò ha fissato l'obiettivo estremamente ambizioso di produrre $ 305 miliardi di chip all'anno e soddisfare l'80% della domanda interna di chip entro il 2030, rispetto ai $ 65 miliardi e al 33%, rispettivamente, nel 2016. Oggi la produzione globale è di $ 412 miliardi.

La Tsinghua Unigroup, sostenuta dallo stato, ha mostrato la vista al microscopio di un chip in una recente fiera dell'alta tecnologia a Pechino. Ng Han Guan | Immagini AP

C'è ancora molta strada da fare. La Cina è il mercato dei semiconduttori più grande e in più rapida crescita al mondo, ma nessun produttore di chip cinese è entrato tra i primi 15 a livello globale in termini di vendite. I chip avanzati sono prodotti principalmente da società di Stati Uniti, Taiwan, Giappone, Corea del Sud ed Europa occidentale. Il grande rivale economico della Cina, gli Stati Uniti, rappresenta circa la metà delle vendite globali e la metà delle importazioni cinesi di chip.

Pechino ha cercato di costruire una potente industria di microchip per molto tempo. I ricercatori hanno sviluppato il primo transistor cinese non molto tempo dopo l'invenzione del dispositivo negli Stati Uniti alla fine degli anni '50. Ma il paese è rimasto indietro mentre le sue università e le sue imprese hanno attraversato il tumulto della Rivoluzione Culturale. Negli anni '60, quando l'industria dei semiconduttori iniziò a crescere nella Silicon Valley e venne articolata la legge di Moore, la nascente industria cinese dei chip era in rovina.

Quando l'economia cinese si è aperta negli anni '80, era troppo tardi. I produttori di chip hanno collaborato con aziende straniere, ma le apparecchiature di produzione che hanno importato sono diventate rapidamente obsolete e non sono riuscite a produrre nemmeno i chip di base in modo affidabile o in un volume sufficiente. E anche se la produzione elettronica cinese è decollata negli anni '90, i passi falsi burocratici e la pronta disponibilità di chip importati di alta qualità hanno ostacolato ulteriori spinte del governo. Nessuna azienda cinese potrebbe eguagliare i decenni di esperienza in aziende straniere come Intel, Samsung e Taiwan Semiconductor.

Mark Li, un analista di Bernstein che segue l'industria dei chip in Asia, stima che i produttori di chip più avanzati della Cina siano ancora indietro di almeno cinque anni. Dal momento che la legge di Moore descrive un raddoppio delle prestazioni dei chip ogni due anni circa, si tratta di un divario considerevole. La Cina ha numerose fabbriche di fascia bassa che producono i chip relativamente semplici utilizzati nelle smart card, nelle schede SIM e persino nei telefoni di base, ma non il tipo di fabbriche necessarie per produrre processori avanzati.

Perché la Cina fatica ancora a produrre chip avanzati quando è diventata così brava in così tanto altro? Fondamentalmente, perché è incredibilmente difficile. Gli ultimi chip hanno miliardi di transistor, ciascuno con caratteristiche di pochi nanometri, realizzati sulla scala dei singoli atomi. Sono così complessi che non è possibile smontarne uno e copiarne il design, come hanno fatto gli imprenditori cinesi con molti prodotti stranieri. E anche se fosse possibile, non fornirebbe le competenze necessarie per progettare e fabbricare la prossima generazione.

La produzione comporta centinaia, persino migliaia, di sfide tecniche, afferma Yungang Bao, direttore del Center for Advanced Computer Systems presso l'Accademia cinese delle scienze ed esperto nella progettazione di microprocessori. Ci vorrà molto tempo per recuperare.

Effetti di rete

L'intelligenza artificiale può cambiare il gioco.

Il deep learning è una tecnica di intelligenza artificiale che ha dimostrato la sua potenza negli ultimi anni per fare cose utili come individuare malattie nelle immagini mediche, insegnare alle auto a guida autonoma a rimanere sulla strada e analizzare i comandi vocali. Funziona in un modo fondamentalmente diverso dalla maggior parte dei software.
L'apprendimento profondo utilizza reti di grandi dimensioni che assomigliano all'incirca ai molteplici strati di neuroni in un cervello biologico. Quando una rete apprende un compito, si verifica una cascata di calcoli in livelli successivi. I risultati di ogni calcolo alterano le connessioni tra ogni strato e il successivo; essenzialmente, la rete si riprogramma durante l'esecuzione. La sua capacità di riconoscere gli oggetti nelle immagini non è il risultato di operazioni logiche passo dopo passo, come nella programmazione convenzionale, ma emerge gradualmente man mano che innumerevoli parametri all'interno della rete vengono modificati e modificati attraverso un addestramento completo.

I ricercatori si sono presto resi conto che i chip nelle console di gioco, originariamente progettati per essere veloci nel rendering di immagini 3D, sono migliori per il deep learning rispetto ai chip generici. E gli algoritmi di deep learning sono ancora per lo più addestrati utilizzando decine di queste unità di elaborazione grafica (GPU). Uno dei leader di mercato per le GPU è Nvidia, che ha costruito la sua attività fornendo hardware per i giocatori. Ma ora Intel e altri hanno progettato nuovi potenti chip per la formazione del deep learning. Anche le aziende di software cloud come Google e Amazon stanno sviluppando chip su misura progettati per i loro migliori algoritmi.

Iniziative cinesi simili sono state annunciate nell'ultimo anno. A luglio, il gigante della ricerca Baidu ha rivelato che sta lavorando su un chip chiamato Kunlun per eseguire algoritmi di deep learning nei suoi data center. E a settembre, la potenza dell'e-commerce Alibaba ha dichiarato che avrebbe creato una nuova società dedicata alla produzione di chip AI. Significativamente, il nome della nuova azienda è Pingtouge, un soprannome per il tasso del miele, un animale africano famoso per il coraggio e la tenacia.

I tempi del boom dell'IA sono fortuiti per i produttori di chip cinesi. La rivoluzione dell'apprendimento profondo stava guadagnando velocità proprio mentre prendeva il via l'ultima spinta ai chip del governo. Il design del chip AI è ancora agli albori e in questa tecnologia, a differenza della memoria e dei circuiti logici, il paese non è irrimediabilmente indietro.

Hardware specializzato

Kai Yu ha già svolto un ruolo significativo nella rivoluzione dell'IA in Cina. Un uomo allegro e occhialuto che ha studiato reti neurali al college in Cina e Germania tra la fine degli anni '90 e l'inizio degli anni 2000, ha fondato l'Institute of Deep Learning di Baidu nel 2013, quando l'azienda è diventata una delle prime a scommettere molto sull'IA.

Navigando nel traffico mattutino di Pechino sul sedile posteriore di un Didi, Yu afferma che l'importanza dell'hardware dei chip è diventata rapidamente evidente quando Baidu ha iniziato a riversare risorse nel deep learning. Nel 2015, dice, ha suggerito a Baidu di realizzare un chip AI specializzato. Ma sembrava costoso e molto al di fuori delle competenze dell'azienda. Quindi più tardi quell'anno, Yu se ne andò per fondare la sua compagnia, la Horizon Robotics.

Cambricon, una delle startup più preziose del paese, sta vendendo nuovi chip progettati appositamente per applicazioni cloud di intelligenza artificiale. Cambricon

Horizon si concentra su microchip specifici dell'applicazione che eseguono algoritmi di deep learning pre-addestrati. Li sta sviluppando per auto a guida autonoma e robot più intelligenti. Ma Yu pensa che questi chip saranno ovunque presto. Se guardiamo indietro di 10 anni, dice, più della metà dei calcoli su un dispositivo saranno correlati all'IA.

Ad agosto, Huawei, la più grande azienda cinese di telecomunicazioni e smartphone, ha presentato un chip mobile, il Kirin 980, che include un'unità di elaborazione neurale, una sezione della logica progettata per attività di apprendimento profondo come il riconoscimento di immagini e voce.

In un certo senso, il chip illustra una persistente limitazione delle capacità della Cina: è stato prodotto da TSMC di Taiwan. Ma in un altro, riflette i notevoli progressi e l'ambizione della Cina. Il chip è uno dei primi nel paese a includere funzionalità fino a 7 nanometri. I componenti più piccoli rendono i chip più veloci e più capaci, ma anche molto più difficili da progettare e produrre, quindi questo è un colpo significativo per Huawei. I progetti per la parte del chip ottimizzata per il deep learning provengono da una startup chiamata Cambricon, fondata nel 2016 da ricercatori dell'Accademia cinese delle scienze. Oggi Cambricon ha un valore di 2,5 miliardi di dollari, il che la rende la startup più preziosa del settore. Ad ottobre, Huawei ha annunciato un altro chip AI, chiamato Ascend, progettato internamente.

Chip sulla spalla

Le ambizioni di chip della Cina hanno sconvolto altri paesi, in particolare gli Stati Uniti. In parte ciò è dovuto al fatto che i suoi sforzi per ottenere l'accesso alla tecnologia hanno talvolta comportato acquisizioni aggressive, trasferimento forzato di tecnologia e, presumibilmente, spionaggio industriale. La produzione di chip è la chiave dell'abilità militare e l'amministrazione Obama ha cercato di bloccare i tentativi cinesi di acquisire la tecnologia dei chip statunitensi molto prima dell'arrivo di Donald Trump alla Casa Bianca. È uno dei pochi problemi che accomuna i politici statunitensi.

L'intelligenza artificiale sta cambiando il mondo
L'intelligenza artificiale sta trasformando il mondo.

Nell'aprile 2018 gli Stati Uniti hanno vietato a una delle principali società tecnologiche cinesi, ZTE, di utilizzare chip statunitensi perché aveva infranto il divieto di vendere apparecchiature contenenti tecnologia statunitense all'Iran e alla Corea del Nord. A ottobre, gli Stati Uniti hanno affermato che il produttore di chip di memoria Fujian Jinhau, una società accusata di aver rubato segreti commerciali, avrebbe bisogno di una licenza speciale per acquistare componenti di fabbricazione statunitense. Queste restrizioni possono essere in parte una risposta al furto di proprietà e al commercio sleale, ma sembrano anche uno sforzo per rallentare il progresso della produzione di chip della Cina.

Eppure una guerra commerciale potrebbe solo accelerare l'ascesa della Cina. Le persone in Cina si sono rese conto che gli Stati Uniti possono facilmente fermare i loro progressi, afferma Bao dell'Accademia cinese delle scienze. Probabilmente accelererà le cose.

Per quanto velocemente accada, la marcia della Cina verso la produzione avanzata di chip è quasi inarrestabile. Nessuna vera superpotenza può permettersi di esternalizzare una tecnologia così fondamentale sia per la sua crescita economica che per la sua sicurezza militare. E dopo decenni di recupero, il paese sta finalmente vedendo opportunità per stabilire la padronanza del campo.

A Tianjin, Jiang spiega che iFlytek sta pensando di progettare i propri chip, per migliorare le prestazioni dei suoi traduttori elettronici. Proprio in quel momento, la versione di Trump generata dall'intelligenza artificiale parla.人工智能正在改变世界 ( Réngōng zhìnéng zhèngzái gǎibiàn shìjiè ), dice: L'intelligenza artificiale sta trasformando il mondo.

nascondere