China heeft nooit een echte chipindustrie gehad. Het maken van AI-chips zou daar verandering in kunnen brengen.

met dank aan bitmain

Donald Trump spreekt Mandarijn.

Dit gebeurt in de stad Tianjin, ongeveer een uur rijden ten zuiden van Peking, in een glimmend kantoorgebouw dat toebehoort aan iFlytek, een van China's snelgroeiende kunstmatige-intelligentiebedrijven. Achter bewaakte poorten, in een blitse showroom, staat de Amerikaanse president op een groot tv-scherm het Chinese bedrijf te prijzen. Het is de stem en het gezicht van Trump, maar de opname is natuurlijk nep - een brutale demonstratie van de geavanceerde AI-technologie die iFlytek aan het ontwikkelen is.

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van januari 2019

• Zie de rest van het nummer
• Abonneren

Jiang Tao grinnikt en wijst de weg naar enkele andere voorbeelden van iFlytek's technologie. Tijdens de tour gebruikt Jiang, een van de medeoprichters van het bedrijf, nog een opmerkelijke innovatie: een handheld-apparaat dat zijn woorden vrijwel onmiddellijk uit het Mandarijn in het Engels omzet. Op een gegeven moment spreekt hij in de machine en grijnst dan terwijl het vertaalt: ik merk dat mijn apparaat het communicatieprobleem oplost.

De vertaler van iFlytek pronkt met AI-mogelijkheden die wedijveren met die van overal ter wereld. Maar het wijst ook op een groot gat in het in 2017 onthulde plan van China om tegen 2030 de wereldleider op het gebied van AI te zijn. De algoritmen binnenin zijn ontwikkeld door iFlytek, maar de hardware - de microchips die die algoritmen tot leven brengen - is ontworpen en gemaakt ergens anders. Hoewel China de meeste elektronische gadgets ter wereld produceert, is het er keer op keer niet in geslaagd om de productie van deze kleine, onmogelijk ingewikkelde siliciumstructuren onder de knie te krijgen. Zijn afhankelijkheid van buitenlandse geïntegreerde schakelingen kan zijn AI-ambities mogelijk verlammen.

AI zelf zou daar echter verandering in kunnen brengen. Er worden nieuwe soorten chips uitgevonden om de vooruitgang in AI volledig te benutten, door diepe neurale netwerken te trainen en uit te voeren voor taken zoals spraakherkenning en beeldverwerking. Deze chips gaan op een fundamenteel andere manier om met data dan de silicium logische circuits die al decennia lang het snijvlak van hardware bepalen. Het betekent voor het eerst in tijden de microchips opnieuw uitvinden.

Een meer geavanceerde chipindustrie zal China helpen zijn droom te verwezenlijken om een ​​echte technologische supermacht te worden.

China zal met deze nieuwe chips geen inhaalslag maken, zoals het al decennia doet met meer conventionele chips. In plaats daarvan zou zijn bestaande kracht in AI en zijn ongeëvenaarde toegang tot de hoeveelheden gegevens die nodig zijn om AI-algoritmen te trainen, het een voorsprong kunnen geven bij het ontwerpen van chips die zijn geoptimaliseerd om ze uit te voeren.

De chipambities van China hebben ook geopolitieke implicaties. Geavanceerde chips zijn de sleutel tot nieuwe wapensystemen, betere cryptografie en krachtigere supercomputers. Ze spelen ook een centrale rol in de toenemende handelsspanningen tussen de VS en China. Een succesvolle chipindustrie zou China economisch concurrerender en onafhankelijker maken. Voor velen, zowel in Washington als Peking, staan ​​nationale kracht en veiligheid op het spel.

Silicium visioenen

Aan de rand van Wuhan, een uitgestrekte stad op een cruise van een paar dagen over de Yangtze vanuit Shanghai, staat een fabriek die meerdere voetbalvelden zou beslaan. Het is eigendom van Tsinghua Unigroup, een door de staat gesteunde fabrikant van microchips. Eind 2019 gaat de fabriek siliciumwafels produceren die vervolgens worden versneden tot geavanceerde geheugenchips.

Tsinghua Unigroup streeft ernaar de faciliteit in Wuhan uit te breiden tot drie keer de huidige omvang, voor een totaalbedrag van $ 24 miljard. Het ontwikkelt twee vergelijkbare locaties, een langs de Yangtze in Nanjing en een andere verder naar het westen in Chengdu, tegen vergelijkbare kosten. Het worden de grootste en meest geavanceerde chipfabrieken die ooit door een Chinees bedrijf zijn gebouwd.

Het maakt allemaal deel uit van een poging van China om zijn chipindustrie vooruit te helpen. In 2014 heeft de regering het National Integrated Circuits Industry Investment Fund opgericht, een subsidieprogramma dat van plan is 180 miljard dollar op te halen uit door de lokale overheid gesteunde fondsen en staatsbedrijven. Een jaar later bracht het Made in China 2025 uit, een ingrijpende blauwdruk voor het upgraden van de hele Chinese maakindustrie. Hiermee werd het enorm ambitieuze doel gesteld om tegen 2030 $ 305 miljard aan chips te produceren en te voldoen aan 80% van de binnenlandse vraag naar chips tegen 2030, tegenover $ 65 miljard en 33% in 2016. Vandaag staat de wereldwijde productie op $ 412 miljard.

De door de staat gesteunde Tsinghua Unigroup toonde een microscoopbeeld van een chip op een recente hightech-expo in Peking. Ng Han Guan | AP-afbeeldingen

Er is nog een lange weg te gaan. China is 's werelds grootste en snelst groeiende markt voor halfgeleiders, maar geen enkele Chinese chipmaker is wereldwijd in de top 15 van verkoop doorgebroken. Geavanceerde chips worden voornamelijk gemaakt door bedrijven uit de VS, Taiwan, Japan, Zuid-Korea en West-Europa. China's grote economische rivaal, de VS, is goed voor ongeveer de helft van de wereldwijde verkoop en de helft van de Chinese chipimport.

Peking probeert al heel lang een krachtige microchip-industrie op te bouwen. Onderzoekers ontwikkelden de eerste Chinese transistor niet lang nadat het apparaat eind jaren vijftig in de VS werd uitgevonden. Maar het land raakte achter toen zijn universiteiten en bedrijven de beroering van de Culturele Revolutie doormaakten. In de jaren zestig, toen de halfgeleiderindustrie in Silicon Valley begon te groeien en de wet van Moore werd uitgesproken, lag de jonge chipindustrie in China in puin.

Tegen de tijd dat de Chinese economie in de jaren tachtig openging, was het te laat. Chipmakers werkten samen met buitenlandse bedrijven, maar de productieapparatuur die ze importeerden, raakte snel verouderd en ze slaagden er niet in om zelfs basischips betrouwbaar of in voldoende volume te produceren. En zelfs toen de Chinese elektronicaproductie in de jaren negentig van de grond kwam, belemmerden bureaucratische misstappen en de gemakkelijke beschikbaarheid van hoogwaardige geïmporteerde chips verdere overheidsinspanningen. Geen enkel Chinees bedrijf kan tippen aan de decennialange expertise van buitenlandse bedrijven als Intel, Samsung en Taiwan Semiconductor.

Mark Li, een analist bij Bernstein die de chipindustrie in Azië volgt, schat dat China's meest geavanceerde chipmakers nog minstens vijf jaar achterlopen. Aangezien de wet van Moore elke twee jaar een verdubbeling van de chipprestaties beschrijft, is dat een aanzienlijke kloof. China heeft tal van goedkope fabs die de relatief eenvoudige chips maken die worden gebruikt in smartcards, simkaarten en zelfs basistelefoons, maar niet het soort fabrieken dat nodig is om geavanceerde processors te produceren.

Waarom heeft China nog steeds moeite om geavanceerde chips te maken, terwijl het in zoveel andere dingen zo goed is geworden? Kortom, omdat het ongelooflijk moeilijk is. De nieuwste chips hebben miljarden transistors, elk met een grootte van slechts enkele nanometers, vervaardigd op de schaal van individuele atomen. Ze zijn zo complex dat het niet mogelijk is om er een uit elkaar te halen en het ontwerp te kopiëren, zoals Chinese ondernemers hebben gedaan met veel buitenlandse producten. En zelfs als het mogelijk zou zijn, zou het niet de expertise bieden die nodig is om de volgende generatie te ontwerpen en te fabriceren.

Productie brengt honderden, zelfs duizenden technische uitdagingen met zich mee, zegt Yungang Bao, directeur van het Center for Advanced Computer Systems van de Chinese Academy of Sciences en een expert in het ontwerpen van microprocessors. Het zal lang duren om in te halen.

Netwerk effecten

Kunstmatige intelligentie kan het spel veranderen.

Deep learning is een AI-techniek die de afgelopen jaren zijn kracht heeft bewezen om nuttige dingen te doen, zoals het opsporen van ziekten in medische beelden, het leren van zelfrijdende auto's om op de weg te blijven en het ontleden van gesproken commando's. Het werkt op een fundamenteel andere manier dan de meeste software.
Deep learning maakt gebruik van grote netwerken die grofweg lijken op de meerdere lagen neuronen in een biologisch brein. Naarmate een netwerk een taak leert, vindt een cascade van berekeningen plaats in opeenvolgende lagen. De resultaten van elke berekening veranderen de verbindingen tussen elke laag en de volgende; in wezen herprogrammeert het netwerk zichzelf terwijl het wordt uitgevoerd. Het vermogen om objecten in afbeeldingen te herkennen is niet het resultaat van stapsgewijze logische bewerkingen, zoals bij conventionele programmering, maar komt geleidelijk naar voren als talloze parameters binnen het netwerk worden aangepast en opnieuw aangepast door middel van uitgebreide training.

Onderzoekers realiseerden zich al vroeg dat de chips in gameconsoles, oorspronkelijk ontworpen om snel 3D-beelden weer te geven, beter zijn voor deep learning dan chips voor algemeen gebruik. En deep-learning-algoritmen worden nog steeds meestal getraind met behulp van scores van deze grafische verwerkingseenheden (GPU's). Een van de marktleiders voor GPU's is Nvidia, dat zijn bedrijf heeft gebouwd met het leveren van hardware voor gamers. Maar nu hebben Intel en anderen krachtige nieuwe chips ontworpen voor het trainen van deep learning. Zelfs cloudsoftwarebedrijven zoals Google en Amazon ontwikkelen op maat gemaakte chips die zijn ontworpen voor hun beste algoritmen.

Soortgelijke Chinese initiatieven zijn het afgelopen jaar aangekondigd. In juli onthulde zoekgigant Baidu dat het werkt aan een chip genaamd Kunlun voor het uitvoeren van diepgaande algoritmen in zijn datacenters. En in september zei de e-commerce-krachtpatser Alibaba dat het een nieuw bedrijf zou lanceren dat zich toelegt op het maken van AI-chips. Veelzeggend is dat de naam van het nieuwe bedrijf Pingtouge is, een bijnaam voor de honingdas, een Afrikaans dier dat bekend staat om zijn onverschrokkenheid en vasthoudendheid.

De timing van de AI-boom is een toevalstreffer voor de Chinese chipmakers. De revolutie op het gebied van diep leren kwam in een stroomversnelling net toen de laatste chippush van de overheid op gang kwam. Het ontwerp van AI-chips staat nog in de kinderschoenen en met deze technologie loopt het land, in tegenstelling tot geheugen en logische circuits, niet hopeloos achter.

Gespecialiseerde hardware

Kai Yu heeft al een belangrijke rol gespeeld in de AI-revolutie in China. Een opgewekte, bebrilde man die eind jaren negentig en begin jaren 2000 neurale netwerken studeerde aan de universiteit in China en Duitsland, richtte hij Baidu's Institute of Deep Learning op in 2013, toen het bedrijf een van de eersten werd die zwaar op AI wedde.

Yu zegt dat het belang van chiphardware snel duidelijk werd toen Baidu middelen begon te pompen in diep leren. In 2015 stelde hij voor dat Baidu een gespecialiseerde AI-chip zou maken, zegt hij. Maar het leek duur en ver buiten de expertise van het bedrijf. Dus later dat jaar vertrok Yu om zijn eigen bedrijf, Horizon Robotics, op te richten.

Cambricon, een van de meest waardevolle startups van het land, verkoopt nieuwe chips die speciaal zijn ontworpen voor kunstmatige-intelligentie-cloudtoepassingen. Cambricon

Horizon is gericht op toepassingsspecifieke microchips die vooraf getrainde deep-learning-algoritmen uitvoeren. Het ontwikkelt ze voor zelfrijdende auto's en slimmere robots. Maar Yu denkt dat deze chips binnenkort overal zullen zijn. Als we over 10 jaar terugkijken, zegt hij, zal meer dan de helft van de berekeningen op een apparaat AI-gerelateerd zijn.

In augustus onthulde Huawei, China's grootste telecommunicatie- en smartphonebedrijf, een mobiele chip, de Kirin 980, die een neurale verwerkingseenheid bevat - een deel van de logica dat is ontworpen voor diepgaande leertaken zoals beeld- en spraakherkenning.

In zekere zin illustreert de chip een aanhoudende beperking van de mogelijkheden van China: hij werd vervaardigd door het Taiwanese TSMC. Maar in een andere weerspiegelt het de opvallende vooruitgang en ambitie van China. De chip is een van de eerste in het land die functies bevat die zo klein zijn als 7 nanometer. Kleinere componenten maken chips sneller en capabeler, maar ook een stuk moeilijker te ontwerpen en te produceren, dus dit is een belangrijke stap voor Huawei. Ontwerpen voor het deel van de chip dat is geoptimaliseerd voor deep learning zijn afkomstig van een startup genaamd Cambricon, opgericht in 2016 door onderzoekers van de Chinese Academy of Sciences. Tegenwoordig wordt Cambricon gewaardeerd op $ 2,5 miljard, waardoor het de meest waardevolle startup in de branche is. In oktober kondigde Huawei nog een AI-chip aan, Ascend genaamd, die in eigen huis is ontworpen.

Chip op de schouder

De chipambities van China hebben andere landen, vooral de VS, in de war gebracht. Deels komt dat omdat de pogingen om toegang te krijgen tot technologie soms gepaard gingen met agressieve overnames, gedwongen technologieoverdracht en naar verluidt industriële spionage. Chipmaking is de sleutel tot militaire bekwaamheid, en de regering-Obama probeerde Chinese pogingen om Amerikaanse chiptechnologie te verwerven te blokkeren lang voordat Donald Trump in het Witte Huis arriveerde. Het is een van de weinige kwesties die Amerikaanse politici verenigt.

Kunstmatige intelligentie verandert de wereld
Kunstmatige intelligentie verandert de wereld.

In april 2018 verbood de VS een van China's toonaangevende technologiebedrijven, ZTE, om Amerikaanse chips te gebruiken omdat het een verbod op de verkoop van apparatuur met Amerikaanse technologie aan Iran en Noord-Korea had overtreden. In oktober zeiden de VS dat de fabrikant van geheugenchips Fujian Jinhau, een bedrijf dat wordt beschuldigd van het stelen van handelsgeheimen, een speciale licentie nodig zou hebben om in de VS gemaakte componenten te kopen. Deze beperkingen kunnen deels een reactie zijn op eigendomsdiefstal en oneerlijke handel, maar ze zien er ook uit als een poging om de vooruitgang van China's chipproductie te vertragen.

Toch kan een handelsoorlog de opkomst van China alleen maar bespoedigen. Mensen in China realiseerden zich dat de VS hun vooruitgang gemakkelijk kunnen tegenhouden, zegt Bao van de Chinese Academie van Wetenschappen. Het zal de zaken waarschijnlijk versnellen.

Hoe snel het ook gaat, de opmars van China naar geavanceerde chipproductie is bijna niet te stoppen. Geen enkele echte supermacht kan het zich veroorloven technologie uit te besteden die zo cruciaal is voor zowel haar economische groei als haar militaire veiligheid. En na tientallen jaren van inhaalslag, ziet het land eindelijk kansen om de beheersing van het veld te verwerven.

In Tianjin legt Jiang uit dat iFlytek overweegt zijn eigen chips te ontwerpen om de prestaties van zijn elektronische vertalers te verbeteren. Op dat moment komt de AI-gegenereerde versie van Trump aan het woord. ( Réngōng zhìnéng zhèngzái gǎibiàn shìjiè ), zegt hij: Kunstmatige intelligentie transformeert de wereld.

zich verstoppen