Sciencemag.cz
Doporučujeme
Zatímco se torpédoborec plný počítačem naváděných zbraní plavil průlivem, Čínská lidová osvobozenecká armáda oznámila sérii odvetných cvičení s ostrou municí, která se měla odehrát v blízkosti Tchaj-wanu. Jedny noviny, jež podléhají Pekingu, napsaly, že půjde o nácvik „operace znovusjednocení silou“. Toho dne si však čínští vedoucí představitelé nedělali takové starosti s americkým námořnictvem, ale s téměř neznámým nařízením Ministerstva obchodu USA zvaným Entity List, které omezuje pohyb amerických technologií do zahraničí. Původním účelem Entity Listu bylo znemožnit prodej vojenských systémů jako například raketových součástek nebo jaderného materiálu. Vláda Spojených států teď však dramaticky zpřísnila pravidla ohledně počítačových čipů, které se staly všudypřítomnou součástí jak vojenských systémů, tak spotřebního zboží.
Opatření cílilo na firmu Huawei, čínského technologického giganta, jenž prodává smartphony, telekomunikační vybavení, cloudové výpočetní služby a další pokročilé technologie. Spojené státy se obávaly, že produkty Huawei se dostaly na tak atraktivní ceny – částečně kvůli čínským vládním subvencím – že se zakrátko stanou páteří telekomunikačních sítí nové generace. Došlo by k oslabení americké dominance na poli celosvětové technologické infrastruktury a Čína by získala větší geopolitický vliv. Spojené státy v reakci na tuto hrozbu zakázaly Huawei nákup vyspělých počítačových čipů vyrobených pomocí amerických technologií.
Globální expanze čínské firmy se zastavila. Najednou nebylo možné vyrobit celé produktové řady. Tržby se propadly. Korporátní obr se kvůli nedostatku technologií zadusil. Podnik Huawei zjistil, že je stejně jako ostatní čínské firmy naprosto závislý na zahraničních výrobcích čipů, na které se spoléhá veškerá moderní elektronika.
Křemíkové čipy, po nichž se Silicon Valley, tedy „Křemíkové údolí“ jmenuje, mají Spojené státy stále pevně pod kontrolou, přestože došlo k nebezpečnému oslabení jejich pozice. Čína momentálně ročně za dovoz čipů zaplatí víc než za import ropy. Tyto polovodiče najdete ve všemožných zařízeních od smartphonů po ledničky, které Čína spotřebovává doma, nebo je vyváží po celém světě. Amatérští stratégové teoretizují o čínském „Malackém dilematu“ – jedná se o odkaz na hlavní dopravní kanál mezi Pacifikem a Indickým oceánem – a o čínské schopnosti zajistit si v případě krize přístup k ropě a dalším komoditám. Peking se však mnohem víc obává blokády, jejíž dopad by se počítal v bajtech, a nikoliv v barelech. Čína používá své nejlepší mozky a vynakládá miliardy dolarů, aby vyvinula vlastní technologii polovodičů ve snaze vysvobodit se z amerického čipového sevření.
Pokud se to Pekingu podaří, promění globální ekonomiku a přenastaví rozložení vojenských sil. Druhou světovou válku rozhodly ocel a hliník, studenou válku nedlouho poté zase definovaly jaderné zbraně. Rivalita mezi Spojenými státy a Čínou by se pravděpodobně mohla odehrávat na poli výpočetního výkonu. Stratégové v Pekingu i Washingtonu si nyní uvědomují, že všechny vyspělé technologie – od strojového učení po raketové systémy, od autonomních vozidel po ozbrojené drony – vyžadují špičkové čipy známé také pod svým formálnějším názvem jako integrované obvody. Jejich výrobu kontroluje jen hrstka firem.
O čipech přemýšlíme zřídkakdy, ale přitom stojí za zrodem moderního světa. Osudy národů se odvíjely od jejich schopnosti využít výpočetní výkon. Bez obchodu s polovodiči a elektronikou, která díky čipům může vznikat, by globalizace, jak ji dnes známe, neexistovala. Americká vojenská převaha z velké části pramení ze schopnosti využívat čipy pro vojenské účely. Obrovský růst, který Asie za poslední půlstoletí zaznamenala, stojí na křemíkových základech, protože se tamní rostoucí hospodářství specializovala na výrobu čipů a na montování počítačů a chytrých telefonů, které fungují právě díky těmto integrovaným obvodům.
Jádrem výpočetní techniky jsou miliony a miliony jedniček a nul. Z těchto dvou čísel se skládá celý digitální vesmír. Každé tlačítko na vašem iPhonu, všechny e-maily, fotky nebo videa na YouTube jsou zakódované do dlouhých řetězců jedniček a nul. Ta čísla ale ve skutečnosti neexistují. Vyjadřují stav elektrického proudu, který buď proudí (1), nebo ne (0). Čip je síť z milionů nebo miliard tranzistorů, malinkých elektrických spínačů, které se vypínají a zapínají, aby tato čísla zpracovaly, zapamatovaly si je a přeměnily reálné vjemy jako obrázky, zvuk nebo rádiové vlny na mnoho milionů jedniček a nul.
Torpédoborec USS Mustin se plavil dál na jih. Továrny a výrobní linky na obou stranách průlivu mezitím ve velkém produkovaly součástky pro nový iPhone 12, který měl jít do prodeje za pouhé dva měsíce v říjnu 2020. Asi čtvrtina tržeb čipového průmyslu pochází z trhu s mobily – velkou část ceny nového telefonu tvoří právě polovodičové součástky uvnitř. V posledních deseti letech platí, že každá nová generace iPhonu v sobě má jeden z nejvýkonnějších procesorových čipů na světě. Aby takový chytrý telefon mohl fungovat, potřebuje něco přes deset integrovaných obvodů. Různé čipy mají na starost baterii, bluetooth, wifi, připojení k mobilní síti, audio, fotoaparát a další.
Apple z těchto čipů nevyrábí ani jeden. Většinu si kupuje – paměťové čipy od japonského výrobce Kioxia, čipy pro rádiové frekvence od kalifornské firmy Skyworks nebo třeba zvukové čipy od Cirrus Logic z texaského Austinu. Extrémně komplexní procesory, na nichž běží operační systém iPhonu, si Apple navrhuje sám, ale ani technologický kolos z kalifornského Cupertina tyto čipy nedokáže vyrobit. A nesvede to ani žádná jiná firma v USA, Evropě, Japonsku nebo v Číně. Nejvyspělejší čipy Applu – pravděpodobně nejvyspělejší na světě – dnes umí vyrobit jen jediná firma v jedné budově, v nejdražší továrně celé historie, která se 18. srpna dopoledne nacházela jen pár desítek kilometrů na levobok od USS Martin.
Výroba a miniaturizace polovodičů patří mezi největší výzvy současnosti. V dnešní době žádná firma nevyrábí čipy s větší přesností než Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, která je známější jako TSMC. Když v roce 2020 světem zmítaly lockdowny způsobené virem o průměru asi sto nanometrů (miliardtin metru), v nejšpičkovějším zařízení podniku TSMC zvaném Fab 18 vznikala mikroskopická bludiště z miniaturních tranzistorů a leptaly se tvary dvakrát menší než koronavirus a stokrát menší než mitochondrie z buněčného jádra. TSMC tento proces replikovalo v měřítku, jaké v historii nemělo obdoby. iPhonů 12 se prodalo 100 milionů.7 Každý obsahoval čip A14 s 11,8 miliardami miniaturních tranzistorů vypálených do křemíku. Zařízení Fab 18 firmy TSMC tedy během několika měsíců vyrobilo jen pro jeden z mnoha čipů, jež se v iPhonu nacházejí, hodně přes jeden trilion tranzistorů – což je číslice a za ní osmnáct nul. Čipový průmysl v roce 2020 vyrobil víc tranzistorů, než kolik kusů zboží vyprodukovala všechna ostatní odvětví dohromady za celou historii lidstva. Tomu číslu se nikdo ani zdaleka nepřiblížil.
Ještě před šedesáti lety se přitom na nejmodernější čip nevešlo 11,8 miliardy tranzistorů, ale čtyři.8 V roce 1961 ohlásil Fairchild Semiconductor, malá firma se sídlem jižně od San Francisca, nový produkt s názvem Micrologic. Byl to křemíkový čip se čtyřmi tranzistory. Zanedlouho se firmě podařilo na jeden čip vměstnat tranzistorů 12, poté 100. Spoluzakladatel společnosti Gordon Moore si v roce 1965 všiml, že díky práci inženýrů, kterým se dařilo vyrábět stále menší a menší tranzistory, se počet komponentů, jež je možné umístit na jeden čip, každý rok zdvojnásoboval. Tato předpověď – že výpočetní výkon čipů poroste exponenciálně – nakonec získala pojmenování „Moorův zákon“ a Moore na jejím základě předpověděl vynálezy, jež v roce 1965 zněly nepředstavitelně futuristicky, jako například „elektronické náramkové hodinky“, „domácí počítače“, a dokonce „osobní přenosná komunikační zařízení“. Moore v roce 1965 predikoval exponenciální růst na následující dekádu, ale pokrok tímto ohromným tempem pokračoval víc než půl století. V roce 1970 představil Intel, druhá firma, kterou Moore založil, paměťový čip, jenž si dokázal zapamatovat 1024 jednotlivých informací (bitů). Stál asi 20 dolarů, zhruba dva centy za bit. Dnes si za dvacet dolarů člověk koupí USB disk, na který se bitů vejde o mnoho víc než miliarda.
Když dnes přemýšlíme nad Silicon Valley, vybaví se nám spíš sociální sítě a softwarové firmy než materiál, po němž se údolí jmenuje. Internet, cloud, sociální sítě a celý digitální svět přitom existují pouze díky tomu, že se inženýři naučili ovládat i ty nejnepatrnější pohyby elektronů, které se prohánějí po kouskách křemíku. Kdyby za posledních padesát let neklesla mnohomiliardkrát cena zpracovávání a ukládání jedniček a nul, velké technologické firmy, jak je známe dnes, by nikdy nevznikly.
úryvek z knihy
Chris Miller
Čipové války: Boj o nejdůležitější technologii na světě
Argo a Dokořán 2024
O knize na stránkách vydavatele
