США безнадёжно проигрывают Китаю по научному потенциалу в микроэлектронике, и санкции ничего не изменят
США безнадёжно проигрывают Китаю по научному потенциалу в микроэлектронике, и санкции ничего не изменят
9 месяцев назад 1742 24gadget.ru

Китай стремительно укрепляет свои позиции в сфере проектирования и производства чипов следующего поколения, опережая США как по количеству научных публикаций, так и по их значимости. По данным Джорджтаунского университета (GU), в период с 2018 по 2023 год китайские исследователи опубликовали более чем вдвое больше научных работ, чем их американские коллеги. Эти фундаментальные исследования ставят под угрозу эффективность экспортного контроля США, что может привести к утрате их доминирующего положения в разработке передовых микросхем.

При этом 50 % статей, вошедших в 10 % наиболее цитируемых работ в данной области, были написаны при участии авторов из Китая. Для сравнения: американские исследователи участвовали лишь в 22 % таких публикаций, а европейские учёные — в 17 %. Этот разрыв свидетельствует о целенаправленной стратегии Китая, направленной на достижение лидирующих позиций в фундаментальных исследованиях в области микроэлектроники.

Китайские исследования охватывают широкий спектр научных дисциплин, включая физику, материаловедение, электронику, компьютерные науки и ИИ. В центре внимания китайских учёных — традиционные кремниевые полупроводниковые чипы, специализированные графические процессоры (GPU) для ИИ, принципиально новые вычислительные архитектуры, нейроморфные процессоры и оптические микросхемы. Эти технологии способны коренным образом изменить вычислительные системы, повысив их производительность и энергоэффективность, что делает их стратегически важными для будущего высокопроизводительных вычислений.

Аналитики Обсерватории передовых технологий (ETO) использовали методы машинного обучения (ML) для обработки и классификации тысяч научных публикаций, сосредоточившись на прорывных технологиях, а не на инкрементальных коммерческих улучшениях, которые зачастую остаются корпоративными секретами. Такой подход позволил выявить ключевые направления научных исследований, определяющие, какие страны займут лидирующие позиции в разработке высокотехнологичных вычислительных систем.

Анализ включал только статьи с аннотациями на английском языке, что подчёркивает их международную значимость. Это означает, что в выборку вошли лишь те работы китайских исследователей, которые ориентированы на международную научную аудиторию, а не внутренние исследования, публикуемые исключительно на китайском языке. Однако даже в таком отборе Китай демонстрирует значительное преимущество перед США и Европой.

Юньцзи Чэнь (Yunji Chen), глава Государственной ключевой лаборатории процессоров в Пекине и соучредитель компании Cambricon, отмечает, что Китай добился значительных успехов в проектировании специализированных ИИ-чипов. Однако, по его словам, производство остаётся узким местом, главным образом из-за экспортных ограничений США. Введение санкций существенно затруднило доступ Китая к передовым литографическим установкам и высокопроизводительным полупроводниковым компонентам, что сдерживает развитие китайской микроэлектронной индустрии.

С октября 2022 года Министерство торговли США (DOC) запретило продажу в Китай передовых микросхем и оборудования для их производства. Американские власти объяснили этот шаг тем, что Пекин использует ИИ для «мониторинга, отслеживания и наблюдения за собственными гражданами», а также для развития военных технологий. Несмотря на эти меры, китайские исследования не только не замедлились, но и продолжают усиливать своё влияние на мировую научную среду.


Чип Cambrian-1 компании Cambricon использует вычислительную архитектуру, специально разработанную для глубокого обучения ИИ.

Наиболее перспективные направления китайских исследований включают нейроморфные вычисления и оптические процессоры. Первые моделируют работу биологических нейронных сетей, что позволяет создавать более энергоэффективные и высокопроизводительные вычислительные системы. Вторые, использующие фотонные технологии, способны заменить электронные транзисторы и значительно повысить скорость обработки данных. Китай уже лидирует в обеих этих областях по количеству публикаций, что подчёркивает его стратегическое преимущество в разработке новых вычислительных архитектур.

Джейкоб Фельдгойзе (Jacob Feldgoise), аналитик Центра безопасности и передовых технологий при GU, указывает, что Китай активно разрабатывает следующее поколение вычислительных технологий, в отношении которых США не обладают монополией. В отличие от традиционных полупроводниковых технологий, для реализации этих решений не требуется доступ к высокоточному оборудованию, находящемуся под экспортными ограничениями. Это делает усилия США по сдерживанию китайского технологического прогресса значительно менее эффективными.

Китай хочет изменить мир с помощью прорывных технологий. Но что это такое?

На «двух сессиях» Национальная комиссия по развитию и реформам подчеркнула рост научных и технологических инноваций в Китае

Достижения Китая в области прорывных технологий быстро стирают границы между научной фантастикой и реальностью, от гуманоидных роботов и компьютера в мозге до разрушающих шифрование квантовых компьютеров и гиперзвуковых летательных аппаратов.

Прорывные технологии или инновации, которые значительно меняют устоявшиеся отрасли и рынки, стали ключевым направлением для Пекина, поскольку он стремится к доминированию на развивающихся рынках, опережая западные державы, такие как Соединенные Штаты.

В начале прошлого года председатель КНР Си Цзиньпин призвал к укреплению «оригинальных и прорывных» научных и технологических инноваций и ускорению усилий по достижению научно-технической самостоятельности.

У вас есть вопросы о самых актуальных темах и тенденциях со всего мира? Получите ответы на эти вопросы с помощью SCMP Knowledge, нашей новой платформы тщательно подобранного контента с объяснениями, часто задаваемыми вопросами, анализами и инфографикой, предоставленной нашей отмеченной наградами командой.

В прошлом году мир наблюдал за тем, как Китай добился больших успехов в таких инновациях, некоторые из которых были изложены на прошлой неделе в докладе Национальной комиссии по развитию и реформам (NDRC) об экономическом и социальном развитии, представленном во время ежегодных «двух сессий».

В докладе, опубликованном в среду, подчеркивается продолжающийся рост научно-технических инноваций в Китае, в том числе в области искусственного интеллекта и технологий 5G. 

The NDRC also presented its draft plan for national economic and social development for 2025, which indicated that innovation was still a key focus for Beijing, including cultivating "future industries" such as quantum technology and future energy sources.

The report acknowledged the "once-in-a-century changes" unfolding across the world, stating that an increasingly complex external environment could influence scientific innovation.

Here, the Post looks at major disruptive technology innovations in China, and how they could shape the tech race and change the world.

Квантовые вычисления

China opened up its first home-grown third-generation superconducting quantum computer Origin Wukong for global use last year, allowing visitors from around the world to access the superfast computer. This includes users in the United States, whose own quantum computers are not open to China. 

Quantum computers, which use quantum bits instead of traditional computer bits to process information, leverage quantum phenomena to perform certain tasks exponentially faster than even the best supercomputers.

China and the US are pouring resources into quantum computing and other quantum technology.

The NDRC report highlighted China's advancements in quantum computing, including the Origin Wukong as well as the Zuchongzhi 3.0 processor, which they said had achieved "a new high in a quantum computing test".

The 105-qubit quantum processor was first unveiled in December, just a week after Google announced its own Willow processor with the same number of qubits. According to state media, the processor developed by Chinese researchers puts the country on par with the US in this technology.

Искусственный интеллект

Last year, "fresh breakthroughs" were made in the development of large-scale AI models in China, and the country saw an accelerated integration of AI into industries with "globally competitive AI products and services emerging daily", according to the NDRC report. 

Chinese AI company DeepSeek took the world by storm at the start of this year with a low-cost open-source AI model that rivalled those created by its Western counterparts, OpenAI and Meta, while using far fewer computing resources.

The Hangzhou-based start-up was already causing waves within China last year, and now Chinese AI developers are rushing to innovate and narrow the gap with DeepSeek.

DeepSeek has quickly spread across sectors in China, including being employed in medicine and education, and the fact that it is open source - or freely available to use, modify and share - means it is making its mark globally.

Человекоподобные роботы

China's humanoid robots generated worldwide attention after a dance performance at the annual televised Spring Festival gala on Lunar New Year's Eve - with the robots developed by the Hangzhou-based Unitree showing impressive synchronisation and agility. 

Humanoid robots - which resemble the human body in shape and see and move in humanlike ways - have a wide range of potential uses, including in factories, medicine, military and emergency services, and within homes as domestic helpers.

A report by the Ministry of Industry and Information Technology last year stated that China aimed to turn this sector into "an important new engine of economic growth" by 2027.

The NDRC report indicated that humanoid robots for "new forms of business" were emerging at a rapid pace in China.

There is also a race to develop humanoid robots for military use, such as battlefield support and reconnaissance. The US has taken an early lead in this application with a firefighting robot for its navy.

Ядерный синтез

China's goal to create an "artificial sun" - or to achieve nuclear fusion on Earth to generate a low-cost and unlimited source of energy - has seen some promising progress in recent years.

Unlike nuclear fission, which is used in nuclear reactors where a heavy element such as uranium is split to release energy, nuclear fusion involves the fusion of two light elements - such as heavy isotopes of hydrogen - to generate energy.

Nuclear fusion uses the same reaction that powers the sun and other stars and is seen as a promising solution to energy challenges as it uses abundant raw materials and produces no greenhouse gas emissions.

In January, the Experimental Advanced Superconducting Tokamak facility at the Institute of Plasma Physics in Hefei set a world record by sustaining a plasma temperature exceeding 100 million degrees Celsius for 1,066 seconds, or nearly 18 minutes.

The experimental device is not only a critical step in China's domestic goals to create viable nuclear fusion but also provides insight for the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), of which China is a member state. 

In February, the China National Nuclear Corporation, a state-owned atomic agency that is part of the ITER project, said during a media briefing that China could commercialise nuclear fusion for power generation by 2050.

Гиперзвуковой полет

China is significantly advancing its development of hypersonic technology, including hypersonic drones, gliders and aircraft.

They are designed to fly at hypersonic speed, or more than five times the speed of sound, and could be applied in both civilian and military settings.

China has a marked lead over the US in hypersonic weapons, as the US is still not ready to deploy a hypersonic weapon for combat use.

China has achieved several hypersonic innovations in recent years, including the development of hypersonic glide vehicles - or warheads that can manoeuvre and glide at hypersonic speed to help control missile trajectory after launch. 

China has also tested a hypersonic aircraft with a bulky body that could cover the distance from Beijing to New York in just two hours - a feat thought impossible a few years ago.

Интерфейс мозг-компьютер

Brain-computer interfaces (BCI) are a direct communication link between the brain's electrical signals and an external device, such as an electronic limb or a computer.

They can offer patients with disabilities like spinal cord injuries greater mobility and could also allow for the fusion of the brain and computer intelligence - expanding the brain's processing ability.

The Neural Electronic Opportunity (NEO) interface developed by Tsinghua University and Neuracle Technology was successfully implanted into the first patient last year, and the team is now planning to have a major clinical trial.

The NEO is the first BCI product in China to enter the "green channel" for innovative medical device approvals and is expected to be available for clinical use in 2027. 

Elon Musk's nanotechnology company Neuralink is the major competitor in this area. It focuses on more invasive implants, which have been the subject of controversy.

In February, researchers from Tsinghua and Tianjin universities announced they had developed the world's first two-way adaptive BCI. Unlike traditional BCIs that just decode the brain's signals, this could allow the brain and device to learn from each other.

Использование пространства

China's ambitious plan to develop a space-based solar power project - measuring 1km wide at an orbit 36,000km (22,370 miles) above the Earth - has been referred to as the "Manhattan Project" of energy.

As outlined by a senior Chinese rocket scientist, the project, also known as the "Three Gorges Dam" of space, would be able to collect solar energy and send it to the ground to provide continuous energy without being affected by day-night cycles and seasons. 

The project would require massive advances in superheavy rockets to transport the necessary materials into space.

Биотехнология и биомедицина

The US continues to hold its top spot in this field - although Chinese innovation is trying to close the gap. The design of innovative drugs and medical treatments is one area in which China has made major strides.

"We accelerated the development of the biomedicine industry and supported the rapid whole-chain development of innovative drugs", with China in second place last year in the number of new drugs under development, the NDRC report said.

A team from the Xiangya Hospital of Central South University has developed a treatment for Alzheimer's disease - the leading cause of dementia - using lymph node surgery, which they reported to be effective for 60 to 80 per cent of patients during a clinical trial.

Last year, a patient became the first to be cured of type 2 diabetes using cell therapy, and another patient was the first to be cured of beta thalassaemia - one of the most common inherited blood disorders - using genetic base editing technology. 

More Articles from SCMP

South China Morning Post

Китайские производители владеют 76% мирового рынка электромобилей

Несмотря на то, что китайские автопроизводители серьезно ограничены в работе на территории США, втором по величине автомобильном рынке в мире, им удалось утвердить свое доминирование на мировом рынке электромобилей (EV) и подключаемых гибридов (PHEV). Об этом сообщает carscoops.com.

По последним данным, в настоящее время именно китайцы контролируют не менее 76% доли мирового рынка. Такой успех был достигнут за счет агрессивной экспансии на развивающихся рынках и сосредоточения внимания на регионы, где местная автомобильная промышленность недостаточно сильна, чтобы напрямую конкурировать с крупными международными брендами.

В Европе китайские производители начали набирать обороты, хотя их доли рынка различаются от страны к стране. Например, в Германии, крупнейшем европейском автомобильном рынке, доля китайских электромобилей достигла 4% от общего числа проданных в 2024 году 578 000 электромобилей. В Великобритании и Франции эти доли немного выше — 7% и 5% соответственно. В таких странах, как Нидерланды, Швеция, Норвегия и Бельгия, они составляют 6%, 5%, 8% и 3%, а в Испании и Австрии — 10% и 11% соответственно, что является признаком того, что китайским брендам удалось завоевать доверие потребителей на менее развитых рынках Европы.

На европейском рынке успех китайских производителей становится еще более очевидным для развивающихся стран. В Бразилии 82% всех электромобилей и подключаемых гибридных автомобилей, проданных в 2024 году, произвели в Китае. На других крупных рынках, таких как Таиланд и Мексика, также доминируют китайские автопроизводители, которые контролируют 77% и 70% местного рынка электромобилей соответственно.

В Индонезии, Малайзии, Непале и Израиле рыночные доли китайских электромобилей также впечатляют, а в Австралии и Новой Зеландии на китайские бренды приходится 26% и 15% общего объема продаж соответственно. Такое доминирование во многом обусловлено тем, что во многих из этих стран местная автомобильная промышленность недостаточно развита, чтобы конкурировать с международными брендами. Таким образом, китайские производители получили полную свободу действий, чтобы навязать свое присутствие, предлагая более доступные электромобили, адаптированные к требованиям местных рынков.

Еще одним ключевым фактором, способствовавшим мировому успеху китайских электромобилей, стала существенная государственная поддержка, которую они получали на протяжении десятилетий. В период с 2009 по 2023 гг. правительство Китая инвестировало более 231 млрд долларов в развитие электромобильной промышленности посредством субсидий и финансовых стимулов. Эти средства позволили китайским производителям значительно снизить издержки производства, сделав свою продукцию более доступной и конкурентоспособной на мировых рынках. По сравнению с традиционными производителями в Европе и США, китайцы могут предложить электромобили по гораздо более привлекательным ценам, что дает им значительное конкурентное преимущество.

 

0 комментариев
Архив