China nunca ha tenido una verdadera industria de chips. Hacer chips de IA podría cambiar eso.

cortesía de bitmain

Donald Trump está hablando mandarín.

Esto está sucediendo en la ciudad de Tianjin, aproximadamente a una hora en automóvil al sur de Beijing, dentro de un reluciente edificio de oficinas que pertenece a iFlytek, una de las empresas de inteligencia artificial de rápido crecimiento de China. Más allá de las puertas vigiladas, dentro de una deslumbrante sala de exposición, el presidente de EE. UU. está en una gran pantalla de televisión elogiando a la compañía china. Es la voz y el rostro de Trump, pero la grabación es, por supuesto, falsa: una demostración descarada de la tecnología de inteligencia artificial de vanguardia que iFlytek está desarrollando.

Esta historia fue parte de nuestra edición de enero de 2019

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Jiang Tao se ríe y abre el camino a otros ejemplos de la tecnología de iFlytek. A lo largo de la gira, Jiang, uno de los cofundadores de la empresa, utiliza otra innovación notable: un dispositivo portátil que convierte sus palabras del mandarín al inglés casi al instante. En un momento, le habla a la máquina y luego sonríe mientras traduce: Encuentro que mi dispositivo resuelve el problema de comunicación.

El traductor de iFlytek muestra capacidades de IA que rivalizan con las que se encuentran en cualquier parte del mundo. Pero también destaca un gran vacío en el plan de China, presentado en 2017, para ser el líder mundial en IA para 2030. Los algoritmos internos fueron desarrollados por iFlytek, pero el hardware, los microchips que dan vida a esos algoritmos, fue diseñado y fabricado. en otra parte. Si bien China fabrica la mayoría de los dispositivos electrónicos del mundo, ha fallado, una y otra vez, en dominar la producción de estas diminutas e increíblemente complejas estructuras de silicio. Su dependencia de los circuitos integrados extranjeros podría potencialmente paralizar sus ambiciones de IA.

Sin embargo, la propia IA podría cambiar todo eso. Se están inventando nuevos tipos de chips para aprovechar al máximo los avances en IA, entrenando y ejecutando redes neuronales profundas para tareas como el reconocimiento de voz y el procesamiento de imágenes. Estos chips manejan los datos de una manera fundamentalmente diferente a los circuitos lógicos de silicio que han definido la vanguardia del hardware durante décadas. Significa reinventar los microchips por primera vez en mucho tiempo.

Una industria de chips más avanzada ayudará a China a realizar su sueño de convertirse en una verdadera superpotencia tecnológica.

China no intentará ponerse al día con estos nuevos chips, como lo ha hecho con chips más convencionales durante décadas. En cambio, su fortaleza actual en IA y su acceso sin precedentes a las cantidades de datos necesarios para entrenar algoritmos de IA podrían darle una ventaja en el diseño de chips optimizados para ejecutarlos.

Las ambiciones de chips de China también tienen implicaciones geopolíticas. Los chips avanzados son clave para nuevos sistemas de armas, mejor criptografía y supercomputadoras más poderosas. También son fundamentales para las crecientes tensiones comerciales entre EE. UU. y China. Una industria de chips exitosa haría que China fuera económicamente más competitiva e independiente. Para muchos, tanto en Washington como en Beijing, la fuerza y ​​la seguridad nacionales están en juego.

visiones de silicio

En las afueras de Wuhan, una ciudad en expansión a unos días de crucero por el Yangtze desde Shanghái, se encuentra una fábrica que ocuparía varios campos de fútbol. Pertenece a Tsinghua Unigroup, un fabricante de microchips respaldado por el estado. Para fines de 2019, la fábrica producirá obleas de silicio que luego se cortarán en chips de memoria avanzados.

Tsinghua Unigroup tiene como objetivo expandir las instalaciones de Wuhan a tres veces su tamaño actual, a un costo total de $ 24 mil millones. Está desarrollando dos sitios similares, uno a lo largo del Yangtze en Nanjing y otro más al oeste en Chengdu, a un costo similar. Serán las fábricas de chips más grandes y sofisticadas jamás construidas por una empresa china.

Todo es parte de un esfuerzo de China para impulsar su industria de fabricación de chips. En 2014, el gobierno estableció el Fondo Nacional de Inversión en la Industria de Circuitos Integrados, un programa de subsidio que planea recaudar $180 mil millones de fondos respaldados por el gobierno local y empresas estatales. Un año después, lanzó Made in China 2025, un plan radical para mejorar toda la industria manufacturera de China. Esto estableció el objetivo enormemente ambicioso de producir chips por un valor de $ 305 mil millones por año y satisfacer el 80 % de la demanda interna de chips para 2030, frente a los $ 65 mil millones y el 33 %, respectivamente, en 2016. Hoy en día, la producción mundial asciende a $ 412 mil millones.

Tsinghua Unigroup, respaldado por el estado, mostró la vista de un microprocesador de un chip en una reciente exposición de alta tecnología en Beijing. Ng Han Guan | Imágenes AP

Todavía hay un largo camino por recorrer. China es el mercado de semiconductores más grande y de más rápido crecimiento del mundo, pero ningún fabricante de chips chino ha entrado entre los 15 principales a nivel mundial en términos de ventas. Los chips avanzados los fabrican principalmente empresas de EE. UU., Taiwán, Japón, Corea del Sur y Europa occidental. El gran rival económico de China, EE. UU., representa aproximadamente la mitad de las ventas mundiales y la mitad de las importaciones de chips de China.

Beijing ha estado tratando de construir una poderosa industria de microchips durante mucho tiempo. Los investigadores desarrollaron el primer transistor de China poco después de que el dispositivo fuera inventado en los EE. UU. a fines de la década de 1950. Pero el país se quedó atrás cuando sus universidades y empresas atravesaron la agitación de la Revolución Cultural. En la década de 1960, cuando la industria de semiconductores comenzó a crecer en Silicon Valley y se articuló la Ley de Moore, la incipiente industria de chips de China quedó en ruinas.

Cuando la economía china se abrió en la década de 1980, ya era demasiado tarde. Los fabricantes de chips se asociaron con empresas extranjeras, pero el equipo de fabricación que importaron quedó obsoleto rápidamente y no pudieron producir ni siquiera chips básicos de manera confiable o en un volumen suficiente. E incluso cuando la fabricación de productos electrónicos de China despegó en la década de 1990, los pasos en falso burocráticos y la disponibilidad inmediata de chips importados de alta calidad obstaculizaron las iniciativas gubernamentales. Ninguna empresa china podría igualar las décadas de experiencia de firmas extranjeras como Intel, Samsung y Taiwan Semiconductor.

Mark Li, un analista de Bernstein que rastrea la industria de chips en Asia, estima que los fabricantes de chips más avanzados de China todavía están al menos cinco años atrás. Dado que la Ley de Moore describe una duplicación del rendimiento del chip cada dos años aproximadamente, esa es una brecha considerable. China tiene numerosas fábricas de gama baja que fabrican los chips relativamente simples utilizados en tarjetas inteligentes, tarjetas SIM e incluso teléfonos básicos, pero no el tipo de fábricas necesarias para producir procesadores avanzados.

¿Por qué China todavía lucha por fabricar chips avanzados cuando se ha vuelto tan buena en muchas otras cosas? Básicamente, porque es increíblemente difícil. Los chips más recientes tienen miles de millones de transistores, cada uno con características de solo unos pocos nanómetros de tamaño, fabricados a la escala de átomos individuales. Son tan complejos que no es posible desmontarlos y copiar su diseño, como han hecho los empresarios chinos con muchos productos extranjeros. E incluso si fuera posible, no proporcionaría la experiencia necesaria para diseñar y fabricar la próxima generación.

La fabricación implica cientos, incluso miles, de desafíos técnicos, dice Yungang Bao, director del Centro de Sistemas Informáticos Avanzados de la Academia de Ciencias de China y experto en diseño de microprocesadores. Tomará mucho tiempo ponerse al día.

efectos de red

La inteligencia artificial puede cambiar el juego.

El aprendizaje profundo es una técnica de IA que ha demostrado su poder en los últimos años para hacer cosas útiles como detectar enfermedades en imágenes médicas, enseñar a los autos autónomos a permanecer en la carretera y analizar comandos hablados. Funciona de una manera fundamentalmente diferente a la mayoría del software.
El aprendizaje profundo utiliza grandes redes que se asemejan más o menos a las múltiples capas de neuronas en un cerebro biológico. A medida que una red aprende una tarea, se produce una cascada de cálculos en capas sucesivas. Los resultados de cada cálculo alteran las conexiones entre cada capa y la siguiente; esencialmente, la red se reprograma a sí misma mientras se ejecuta. Su capacidad para reconocer objetos en imágenes no es el resultado de operaciones lógicas paso a paso, como en la programación convencional, sino que emerge gradualmente a medida que innumerables parámetros dentro de la red se modifican y modifican mediante un entrenamiento exhaustivo.

Los investigadores se dieron cuenta desde el principio de que los chips de las consolas de juegos, originalmente diseñados para ser rápidos en la representación de imágenes 3D, son mejores para el aprendizaje profundo que los chips de uso general. Y los algoritmos de aprendizaje profundo todavía se entrenan en su mayoría utilizando puntajes de estas unidades de procesamiento de gráficos (GPU). Uno de los líderes del mercado de GPU es Nvidia, que construyó su negocio de suministro de hardware para jugadores. Pero ahora Intel y otros han diseñado nuevos chips potentes para entrenar el aprendizaje profundo. Incluso empresas de software en la nube como Google y Amazon están desarrollando chips a medida diseñados para sus mejores algoritmos.

Se han anunciado iniciativas chinas similares durante el año pasado. En julio, el gigante de las búsquedas Baidu reveló que está trabajando en un chip llamado Kunlun para ejecutar algoritmos de aprendizaje profundo en sus centros de datos. Y en septiembre, la potencia del comercio electrónico Alibaba dijo que crearía una nueva empresa dedicada a fabricar chips de IA. De manera reveladora, el nombre de la nueva compañía es Pingtouge, un apodo para el tejón de miel, un animal africano famoso por su valentía y tenacidad.

El momento del auge de la IA es fortuito para los fabricantes de chips de China. La revolución del aprendizaje profundo estaba ganando velocidad justo cuando se puso en marcha el último impulso del chip del gobierno. El diseño de chips de IA todavía está en sus inicios y en esta tecnología, a diferencia de los circuitos lógicos y de memoria, el país no se queda atrás.

Hardware especializado

Kai Yu ya ha jugado un papel importante en la revolución de la IA de China. Un hombre alegre y con anteojos que estudió redes neuronales en la universidad en China y Alemania a fines de la década de 1990 y principios de la de 2000, fundó el Instituto de Aprendizaje Profundo de Baidu en 2013, cuando la compañía se convirtió en una de las primeras en apostar fuertemente por la IA.

Navegando por el tráfico matutino de Beijing en el asiento trasero de un Didi, Yu dice que la importancia del hardware de chip se hizo evidente rápidamente cuando Baidu comenzó a invertir recursos en el aprendizaje profundo. En 2015, dice, sugirió que Baidu hiciera un chip de IA especializado. Pero parecía costoso y muy alejado de la experiencia de la empresa. Más tarde ese año, Yu se fue para fundar su propia empresa, Horizon Robotics.

Cambricon, una de las empresas emergentes más valiosas del país, está vendiendo nuevos chips especialmente diseñados para aplicaciones en la nube de inteligencia artificial. cambricón

Horizon se centra en microchips específicos de aplicaciones que ejecutan algoritmos de aprendizaje profundo previamente entrenados. Los está desarrollando para automóviles autónomos y robots más inteligentes. Pero Yu cree que estos chips estarán en todas partes en poco tiempo. Si miramos hacia atrás en 10 años, dice, más de la mitad de los cálculos en un dispositivo estarán relacionados con la IA.

En agosto, Huawei, la empresa de telecomunicaciones y teléfonos inteligentes más grande de China, presentó un chip móvil, el Kirin 980, que incluye una unidad de procesamiento neuronal, una sección de lógica diseñada para tareas de aprendizaje profundo como el reconocimiento de imágenes y voz.

En cierto sentido, el chip ilustra una limitación persistente de las capacidades de China: fue fabricado por TSMC de Taiwán. Pero en otro, refleja el sorprendente progreso y la ambición de China. El chip es uno de los primeros del país en incluir características tan pequeñas como 7 nanómetros. Los componentes más pequeños hacen que los chips sean más rápidos y capaces, pero también mucho más difíciles de diseñar y fabricar, por lo que este es un gran golpe para Huawei. Los diseños de la parte del chip optimizada para el aprendizaje profundo provienen de una startup llamada Cambricon, fundada en 2016 por investigadores de la Academia de Ciencias de China. Hoy, Cambricon está valorada en 2500 millones de dólares, lo que la convierte en la startup más valiosa de la industria. En octubre, Huawei anunció otro chip de IA, llamado Ascend, que está diseñado internamente.

Chip en el hombro

Las ambiciones de chips de China han sacudido a otros países, especialmente a los EE. UU. En parte, eso se debe a que sus esfuerzos por obtener acceso a la tecnología a veces han implicado adquisiciones agresivas, transferencia forzada de tecnología y, supuestamente, espionaje industrial. La fabricación de chips es clave para la destreza militar, y la administración Obama trató de bloquear los intentos chinos de adquirir tecnología de chips estadounidense mucho antes de que Donald Trump llegara a la Casa Blanca. Es uno de los pocos temas que unen a los políticos estadounidenses.

La inteligencia artificial está cambiando el mundo
La inteligencia artificial está transformando el mundo.

En abril de 2018, EE. UU. prohibió a una de las principales empresas tecnológicas de China, ZTE, usar chips estadounidenses porque había violado la prohibición de vender equipos que contenían tecnología estadounidense a Irán y Corea del Norte. En octubre, EE. UU. dijo que el fabricante de chips de memoria Fujian Jinhau, una empresa acusada de robar secretos comerciales, necesitaría una licencia especial para comprar componentes fabricados en EE. UU. Estas restricciones pueden ser en parte una respuesta al robo de propiedad y al comercio desleal, pero también parecen un esfuerzo por frenar el progreso de la fabricación de chips en China.

Sin embargo, una guerra comercial solo puede acelerar el ascenso de China. La gente en China se dio cuenta de que Estados Unidos puede detener fácilmente su progreso, dice Bao en la Academia de Ciencias de China. Probablemente acelerará las cosas.

Por muy rápido que suceda, la marcha de China hacia la fabricación avanzada de chips es casi imparable. Ninguna verdadera superpotencia puede darse el lujo de subcontratar tecnología que es tan crítica tanto para su crecimiento económico como para su seguridad militar. Y después de décadas de ponerse al día, el país finalmente está viendo oportunidades para establecer el dominio del campo.

En Tianjin, Jiang explica que iFlytek está pensando en diseñar sus propios chips para mejorar el rendimiento de sus traductores electrónicos. En ese momento, la versión de Trump generada por IA habla.人工智能正在改变世界 ( Réngōng zhìnéng zhèngzái gǎibiàn shìjiè ), dice: La inteligencia artificial está transformando el mundo.

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