中国と物理学は、無限の計算能力という私たちの夢を間もなく打ち砕くかもしれない

シリコンチップトランジスタは非常に小さいため、物理的な限界に近づいています。 そして、習近平が台湾侵略を決意した場合、それらの多くを製造する企業は多少の妨げになるかもしれない

1950 年代、私は小遣いのかなりの部分を使ってトランジスタを購入しました。 それは小さな金属製のシリンダー (直径約 5 mm、深さ 7 mm) で、その基部から 3 本のワイヤーが突き出ていました。 作っていた小さなラジオに必要だったのですが、アイルランドの田舎に住む若者にとって、それを買うのは一大事でした。 当惑した両親は、息子が指と親指の間に挟んでいたこのギズモがなぜ興味深いのか理解できませんでした。 正直に言うと、彼らを責めることはできません。

今、60年前に巻き上げてみましょう。 最初のトランジスタの写真を見つけるために私が使用した iPhone に動力を供給する A13 プロセッサには、85 億個のトランジスタが爪ほどの大きさのシリコンの薄片、つまり「チップ」に刻まれています。 これらのチップの次世代には、人間の染色体の直径とほぼ同じ大きさのトランジスタが搭載される予定です。

有限の空間にますます多くのトランジスタを詰め込むこの能力は、ムーアの法則 (集積回路内のトランジスタの数はおよそ 2 年ごとに 2 倍になるという観察) をもたらしました。そして、それに伴ってコンピュータの能力も毎年 2 倍になっているという事実が生まれました。私たちのほとんどが覚えている限りでは 2 年間です。 これがどのようにして起こったのかという物語は、エンジニアリングと製造の才覚を示す魅惑的な物語であり、クリス・ミラーが彼のベストセラー本『チップ・ウォー』で見事に語っている。この本は、「グローバル・ブリテン」をテクノロジー大国にすることを空想するすべての保守党閣僚にとって必読の書となるはずである。

しかし、技術の進歩が長く続くにつれて、慢心と傲慢が生じました。 私たちは、差し迫った問題を解決するために必要なのは、より多くのコンピューティング能力だけであれば、問題は解決したとみなしてもよいのではないかと考えるようになりました。 おそらく今日ではありませんが、間違いなく明日です。

これには少なくとも 3 つの問題があります。 1 つ目は、人類の最も差し迫った問題の多くはコンピューティングでは解決できないということです。 これはシリコンバレーにとってはニュースですが、たまたま真実です。 2つ目は、ムーアの法則が近いうちに物理法則に反することになるということだ。 私たちは、トランジスタの重要な部分、つまり電流が流れる「ゲート」が 2 ナノメートル (nm – 10 億分の 1 メートル) に近づき、シリコン原子の直径が 0.2nm になるところまで来ています。つまり、ゲートの幅はシリコン原子約 10 個分しかなく、この時点で原子間のあらゆる種類の厄介な相互作用が発生し始め、製造が非常に困難になります。

3 番目の問題は、ChatGPT などのほとんどの機械学習 (または AI) システムを動かしている Nvidia チップを含む、ハイテク業界が将来を賭けている最高級チップのサプライチェーンに 2 つの重大なボトルネックがあることです。

ボトルネック A が発生したのは、シリコン上に 2nm トランジスタを「印刷」できる極端紫外線リソグラフィー装置を製造できる企業が世界で 1 社 (オランダの ASML) だけであるためです。

MIT Technology Review が説明したように、これらの機械はかなりのものです。「小型バスほどのサイズで、溶けた錫の滴を吹き飛ばして特定の波長の高エネルギー紫外線を生成するシステムなど、10 万個の小さな調整された機構が詰め込まれています。 1 秒間に 50,000 回レーザーを照射する。顧客に 1 機を出荷するには 4 機の 747 が必要だ。」 そして、最上位マシンの価格は 3 億 5,000 万ドルです。

ボトルネック B が存在するのは、2nm レベルでチップを製造できる企業はほんの一握りの企業だけであり、その中で断然トップの企業である TSMC がどこに拠点を置いているのか、推測します。 – 台湾。

これら 2 つのボトルネックが組み合わさると、西側経済の指導者はパニックとしか言いようのない事態に陥ります。 ASML の独占は、おそらくそれほど戦略的な懸念ではありません。結局のところ、ASML はヨーロッパの企業です。 同社の最大の問題は、機械の製造が繊細で複雑で時間のかかる作業であることだ。 そしてフィナンシャル・タイムズ紙によると、同社は現在400億ドルの受注残を抱えているという。

しかし、TSMCの特殊性と、中国政府が本土の一部とみなしている島に位置することが、戦略的パニックを引き起こしている。 米国とEUの両国は、それぞれの管轄区域内で2nmチップの製造能力を確実に確保しようと競い合っている。 問題は、お金を投じるだけではそのような能力を呼び起こすことはできないということです。 TSMC自体はアリゾナ州に製造工場を建設した。 しかし、同社創設者のモリス・チャン氏は、昨年12月の施設開設式典のスピーチで、施設を運営するのに十分な資格のある米国人労働者を見つけることができなかったと述べた。 同社はアメリカ人の新入社員を全員台湾に派遣して18か月の訓練を受けさせ、さらにアリゾナ工場の稼働のために台湾から技術者を輸入していた。 習氏が「プーチンをやる」と決める前にすべてが稼働し、私たちがすべてを手に入れることができなくなることを願っています。

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