Como a China construiu uma indústria de chips e por que ainda não é suficiente
Investimentos bilionários impulsionam a inteligência artificial chinesa, mas país ainda depende de tecnologia estrangeira para sustentar o crescimento do setor
Em uma conferência na Universidade Tsinghua, em Pequim, realizada em janeiro, um grupo dos executivos e fundadores mais influentes que atuam na área de inteligência artificial na China se reuniu para discutir o estado do setor. O clima era otimista. Uma das empresas presentes, incluindo representantes da Tencent, Alibaba e Zhipu AI, poderia em breve liderar o mundo, concordaram eles.
Mas um fator os impedia: eles precisavam de mais semicondutores super-rápidos.
Este ano, os fabricantes chineses de chips provavelmente produzirão uma pequena fração do número de chips avançados fabricados por empresas estrangeiras. A Huawei, empresa de telecomunicações e eletrônicos, que lidera a corrida dos chips na China, disse que precisará de quase mais dois anos para produzir modelos com desempenho equivalente aos atuais da Nvidia, do Vale do Silício.
"Até mesmo a campeã nacional está travando uma batalha árdua", disse Xiaomeng Lu, diretora do Eurasia Group, consultoria política e grupo de pesquisa em Washington.
Ainda assim, embora as empresas chinesas do setor produzam chips menores e mais lentos — em grande parte porque as políticas dos EUA as impedem de importar ferramentas essenciais — o setor de IA do país está em plena expansão.
Embora os controles de exportação de Washington tenham desacelerado o desenvolvimento de chips na China, eles impulsionaram o esforço de Pequim, que já dura uma década, para produzir tecnologias estratégicas, como semicondutores e IA, inteiramente em território nacional.
Dinheiro público e privado têm sido investidos no desenvolvimento da inteligência artificial chinesa. As ações de empresas de tecnologia de lá tiveram ganhos expressivos — a Alibaba subiu mais de 94% no ano passado. Diversas startups chinesas de IA estão abrindo capital. No mês passado, duas das empresas mais promissoras do ramo na China captaram mais de US$ 1 bilhão em ofertas públicas iniciais (IPOs), em Hong Kong.
A discrepância entre o dinheiro investido no setor de IA da China e a realidade de que as empresas chinesas produzem menos chips do que o país precisa ressalta a urgência dos esforços de Pequim para alcançar a autossuficiência e o quanto o setor de IA chinês ainda depende de chips estrangeiros.
Em dezembro, o presidente Trump deu uma sobrevida à China ao permitir que a Nvidia vendesse alguns de seus chips avançados para empresas chinesas, revertendo anos de política americana. Mas se a China terá amplo acesso a eles permanece uma incógnita, às vésperas da visita planejada por Trump a Pequim no próximo mês.
Atraso dos chips de memória
O esforço do governo chinês para produzir internamente chips de ponta começou há mais de uma década. E já foram investidos mais de US$ 150 bilhões nessa iniciativa.
As maiores empresas de tecnologia da China, incluindo Huawei, Alibaba e a ByteDance, empresa por trás do TikTok, iniciaram negócios de design de chips. Fabricantes de chips, muitos trabalhando com a Huawei, estão construindo dezenas de fábricas e contrataram os melhores engenheiros de Taiwan e da Coreia do Sul.
Mas a tarefa de alcançar o nível dos demais tem se tornado progressivamente mais difícil. Embora as empresas chinesas tenham construído sua própria cadeia de suprimentos para a fabricação de chips, autoridades em Washington tentaram impedi-las. Três administrações presidenciais utilizaram controles de exportação para impedir que empresas chinesas comprassem chips avançados e os meios para produzi-los, devido a preocupações de que a tecnologia pudesse impulsionar o poder econômico e militar da China.
As restrições impediram que empresas chinesas comprassem equipamentos fabricados pela empresa holandesa ASML, que realizam uma etapa crucial no processo de fabricação de chips. A falta de acesso a essas máquinas, que têm o tamanho de ônibus escolares, é um dos motivos pelos quais as empresas chinesas estão produzindo chips com desempenho inferior aos da Nvidia, que são os melhores do mercado.
Esses são os tipos de chips que alimentam os sistemas de inteligência artificial. As empresas chinesas provavelmente produzirão apenas 2% dos chips de IA produzidos por empresas estrangeiras este ano, afirmou Tim Fist, diretor do Institute for Progress, um think tank em Washington.
A diferença de produção entre fabricantes chineses e estrangeiros é especialmente grande para os chips de memória, que são essenciais para os grandes cálculos feitos pela IA.
Empresas fora da China produzirão 70 vezes mais capacidade de armazenamento de memória este ano do que os fabricantes de chips chineses, disse Fist.
Os principais fabricantes de chips de memória são os conglomerados sul-coreanos Samsung e SK Hynix. A Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), a maior produtora de chips do mundo, domina a produção dos chips mais avançados.
Mudança estratégica da Huawei
Em 2014, a China era o maior mercado mundial de semicondutores. Mas 90% dos chips usados ??por suas empresas eram fabricados fora do país.
Preocupado com essa dependência, o Conselho de Estado, principal órgão governamental da China, aprovou um plano de investimento de bilhões e fez uma promessa: a China passaria a fabricar internamente todos os componentes de sua cadeia de suprimentos de semicondutores até 2030.
Os formuladores de políticas tinham motivos para se preocupar com os riscos que a tecnologia estrangeira representava para a infraestrutura chinesa. No início daquele ano, documentos fornecidos pelo ex-contratado da Agência de Segurança Nacional (NSA), Edward J. Snowden, revelaram que o governo dos EUA havia monitorado as comunicações dos principais executivos da Huawei.
Em 2017, Trump multou a gigante chinesa de telecomunicações ZTE por supostamente violar as sanções americanas contra o Irã, paralisando seus negócios da noite para o dia. Embora a ZTE não fabrique chips, a ação deu à China mais uma lição sobre sua necessidade de autossuficiência.
Em seguida, veio a Huawei. O primeiro governo Trump embarcou em uma campanha global para convencer os países a pararem de usar os equipamentos da Huawei em sua infraestrutura de telecomunicações. A Huawei respondeu vendendo essa linha de negócios e alinhando-se ao programa de autossuficiência de Pequim.
"A Huawei era única em suas capacidades e em seu alinhamento com os objetivos nacionais da China", disse Kyle Chan, pesquisador da Brookings Institution que estuda política industrial chinesa. "A experiência da Huawei foi um microcosmo da experiência mais ampla da China: repentinamente isolada e agora lutando para construir sua própria infraestrutura."
Pequim também pressionou empresas estrangeiras a transferirem tecnologia como condição para entrar no mercado chinês. A Qualcomm, gigante da tecnologia de San Diego, firmou uma joint venture com a Huaxintong Semiconductor, em 2016. O governo chinês forneceu o terreno e o financiamento, e a Qualcomm ofereceu a tecnologia e cerca de US$ 140 milhões em financiamento inicial.
Nesse período, a Huawei se tornou uma das fabricantes de smartphones mais populares da China. E começou a trabalhar em estreita colaboração com fábricas para produzir chips para smartphones e sistemas de IA.
A Huawei lançou uma linha de chips comparáveis ??a alguns dos modelos mais antigos da Nvidia. Mas analistas afirmaram que esses chips continham componentes-chave que rivais estrangeiros, como a TSMC e a Samsung, já haviam fabricado.
Nuvens e clusters
A impossibilidade de obter ferramentas essenciais da ASML tem sido um grande obstáculo para as fabricantes chinesas de chips. Desde que autoridades americanas lideraram um esforço para pressionar o governo holandês a bloquear as remessas para a China, nenhuma empresa chinesa conseguiu comprar as ferramentas mais avançadas da ASML.
Em vez disso, as fabricantes chinesas de chips recrutaram engenheiros com experiência no uso dessas máquinas na TSMC, a maior fabricante de chips do mundo. E agora, startups chinesas estão tentando fabricar seus próprios equipamentos para produção de chips.
Sistemas de IA exigem uma quantidade imensa de poder computacional para aprender. As empresas de inteligência artificial da China estão tentando obter o poder computacional necessário interligando vários chips menos potentes. A Huawei adotou essa abordagem, e o governo chinês construiu o que chama de "clusters de computação inteligentes", que são essencialmente data centers estatais.
Mas esses clusters precisam de muitos chips. Especialistas e pessoas que trabalham no setor dizem que a fabricante de chips mais avançada da China, a Semiconductor Manufacturing International Company (SMIC), que presta serviços para a Huawei, tem tido dificuldades para produzir chips suficientes. Os chips que ela produz são propensos a defeitos e consomem mais energia do que os chips estrangeiros de ponta. A SMIC não respondeu a um pedido de comentário.
"O volume de produção será um problema", disse Kendra Schaefer, sócia da consultoria Trivium China.
Apesar disso, vários pesquisadores chineses de IA relataram avanços na descoberta de novas maneiras de interligar chips para obter a máxima eficiência. A Zhipu afirmou no mês passado que construiu seu modelo mais recente inteiramente usando chips e software da Huawei.
Até agora, os ganhos de eficiência têm sido limitados e não ajudaram as empresas chinesas a contornar o fato de que a IA exige enormes quantidades de chips.
Outra maneira pela qual as empresas chinesas de IA estão obtendo o poder computacional necessário é pagando a provedores de nuvem como Alibaba e Amazon pelo acesso remoto a enormes data centers repletos de chips poderosos.
Mas essa estratégia é cara. Documentos apresentados pela Zhipu e pela Minimax, outra startup chinesa de IA, à Bolsa de Valores de Hong Kong no mês passado mostram que as duas empresas estão gastando muito mais com a compra de serviços em nuvem do que arrecadam em receita.
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