نبرد تراشه ها جنگ برسر حیاتی ترین فناوری جهان

توضیحات

در هجدهم اوت 2020، ناوشکن یو‌اِس‌اِس ماستین در حالی به تنهایی وارد دهانه شمالی تنگه تایوان شد که تفنگ پنج اینچی‌اش به سمت جنوب نشانه رفته بود. این ماموریت به دنبال آن بود که نشان دهد چین – حداقل هنوز – بر این آب‌راه بین‌المللی تسلط ندارد. در حالی که کشتی به سوی جنوب پیش می‌رفت، نسیم تندی از سمت جنوب‌غربی بر آن می‌وزید. سایه ابرهای بالای سر بر آب‌های تنگه که تا شهرهای بندری بزرگ چین، از جمله فوژو، شیامِن و هنگ‌کنگ امتداد می‌یابد، سایه افکنده بود. در شرق، جزیره تایوان در دوردست دیده می‌شد: دشت ساحلی وسیع و پرجمعیتی که تکیه بر قله‌های بلند پنهان در ابرها دارد. در پست دیدبانی ناوشکن، ملوانی با کلاه نیروی دریایی و ماسک جراحی، دوربین دوچشمی خود را بلند کرد و به افق نظر انداخت. کشتی‌های تجاری که می‌رفتند تا محصولات کارخانه‌های آسیا را به مصرف‌کنندگان سرتاسر جهان برسانند، همه جا دیده می‌شدند.
در داخل ناوشکن ماستین، گروهی از ملوانان در اتاقی تاریک در مقابل ردیفی از نمایشگرهای رنگارنگ نشسته بودند و داده‌های مربوط به هواپیماها، پهپادها، کشتی‌ها و حتی ماهواره‌های ناظر بر رفت‌وآمدها در سرتاسر اقیانوس هند و اقیانوس آرام را بررسی می‌کردند. بالای سر آن‌ها در کابین کنترل، داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط مجموعه‌ای از رادارها به رایانه‌های کشتی تغذیه می‌شد. روی عرشه، نودوشش سلول پرتابه در حالت آماده‌باش قرار داشتند. هر یک از آن‌ها می‌توانست موشک‌هایی شلیک و ده‌ها یا حتی صدها مایل دورتر، هواپیماها، کشتی‌ها یا زیردریایی‌ها را با دقت بسیار هدف قرار دهد. در بحران‌های دوره جنگ سرد، ارتش ایالات متحده حتی از تهدید کاربرد نیروی بی‌رحم هسته‌ای هم برای دفاع از تایوان دریغ نکرده بود. اما این کشور امروز به ضربه‌زنی دقیق با استفاده از تجهیزات میکروالکترونیکی متکی است.
در حالی که ناوشکن یو‌اِس‌اِس ماستین با تسلیحات رایانه‌ای خود از تنگه عبور می‌کرد، ارتش آزادی‌بخش خلق چین اعلام کرد مانورهای تلافی‌جویانه‌ای را در اطراف تایوان به اجرا خواهد گذاشت: مانورهایی که یکی از روزنامه‌های تحت کنترل دولت چین آن را «عملیات اتحاد مجدد قهرآمیز» نامید. اما در آن روز خاص، رهبران چین بیش از نیروی دریایی ایالات متحده، نگران مصوبه مبهم وزارت بازرگانی ایالات متحده تحت عنوان «فهرست اشخاص» بودند که انتقال فناوری آمریکایی را به برخی شرکت‌ها در خارج از آن کشور محدود می‌کرد. پیش از این، «فهرست اشخاص» عمدتا برای جلوگیری از فروش سیستم‌های نظامی مانند قطعات موشک یا مواد هسته‌ای استفاده می‌شد، اما اکنون دولت ایالات متحده سخت‌گیری‌ها را در حوزه تراشه‌های رایانه‌ای که هم در سیستم‌های نظامی و هم در کالاهای مصرفی فراگیر شده بود، به شدت افزایش می‌داد.
هدف این بار، هوآوی، غول فناوری چین و عرضه‌کننده گوشی‌های هوشمند، تجهیزات مخابراتی، خدمات رایانش اَبری و دیگر فناوری‌های پیشرفته بود. ایالات متحده در واقع نگران این حقیقت بود که قیمت محصولات هوآوی به برکت عوامل مختلفی چون یارانه‌های دولت چین، اکنون به قدری جذاب شده بود که می‌توانست در آینده‌ای نزدیک به ستون فقرات نسل بعدی شبکه‌های مخابراتی تبدیل شود. بدین ترتیب، تسلط آمریکا بر زیرساخت‌های فناوری جهان تضعیف می‌شد و نفوذ ژئوپولیتیک چین بیش از پیش افزایش می‌یافت. برای مقابله با این تهدید، ایالات متحده هوآوی را از خرید تراشه‌های رایانه‌ای پیشرفته ساخته‌شده با فناوری ایالات متحده منع کرد.
به زودی، جریان گسترش جهانی این شرکت متوقف شد. همه خطوط تولید آن، قدرت تولید محصول را از دست دادند و درآمدها کاهش یافت. این غول تجاری عملا دچار خفگی فناورانه شد! هوآوی دریافت که مانند دیگر شرکت‌های چینی، برای ساخت تراشه‌هایی که تمام محصولات الکترونیکی مدرن به آن وابسته هستند، خود شدیدا به خارجی‌ها متکی است.
ایالات متحده همچنان تسلط خود را بر حوزه تراشه‌های سیلیکونی که منطقه تجاری سیلیکون‌وَلی نام خود را از آن گرفته، حفظ کرده است؛ اگرچه این موقعیت به طور خطرناکی تضعیف شده است. چین اکنون سالانه بیش از واردات نفت، برای واردات تراشه هزینه می‌کند. این نیمه‌رسانا‌ها در انواع دستگاه‌ها، از گوشی هوشمند گرفته تا یخچال‌‌، که چین هم در داخل مصرف می‌کند و هم به سرتاسر جهان صادر می‌کند، کاربرد دارند. استراتژیست‌های پشت‌میز‌نشین در مورد معضل چین در منطقه مالاکا – کانال اصلی حمل‌ونقل بین اقیانوس آرام و اقیانوس هند – و توانایی این کشور در دسترسی به نفت و سایر کالاها در بحبوحه یک بحران احتمالی، نظریه‌های متعددی داده‌اند، اما حقیقت این است که پکن امروز بیشتر نگران قطع دسترسی‌اش به محصولی است که نه با بشکه، بلکه با بایت اندازه‌گیری می‌شود. چین اکنون بهترین مغزها و میلیاردها دلار پول خود را صرف توسعه فناوری نیمه‌رسانا می‌کند تا خود را از وابستگی شدید به تراشه‌های آمریکا برهاند.
اگر پکن در این کار موفق شود، ساختار اقتصاد جهانی و توازن قدرت نظامی را تغییر خواهد داد. تکلیف جنگ جهانی دوم را فولاد و آلومینیوم تعیین کرد و سپس در دوره جنگ سرد، سلاح‌های اتمی حرف آخر را می‌زد. اما در رقابت بین ایالات متحده و چین، به احتمال بسیار زیاد «قدرت رایانش» تعیین‌کننده خواهد بود. استراتژیست‌های پکن و واشنگتن اکنون دریافته‌اند همه فناوری‌های پیشرفته – از سامانه‌های یادگیری ماشین گرفته تا سیستم‌های موشکی، از وسایط نقلیه خودکار گرفته تا پهپادهای مسلح – به تراشه‌های پیشرفته‌ای نیاز دارند که بیشتر با عنوان رسمی‌تری چون نیمه‌رسانا‌ها یا مدارهای یک‌پارچه شناخته می‌شوند. اما تولید این محصول در سیطره تنها چند شرکت‌ معدود است.
ما به ندرت به تراشه‌ها فکر می‌کنیم، اما دنیای مدرن مخلوق آن‌ها است. سرنوشت کشورها امروز به توانایی آن‌ها در استفاده از صنعت رایانه‌ بستگی دارد. جهانی‌شدن، آن طور که امروز می‌شناسیمش، بدون تجارت نیمه‌رسانا‌ها و محصولات الکترونیکی ساخته‌شده از آن‌ها، هرگز نمی‌توانست وجود داشته باشد. برتری نظامی آمریکا عمدتا حاصل توانایی آن کشور در استفاده از تراشه‌ها در مصارف نظامی است. رشد شگرف آسیا در نیم‌قرن گذشته نیز بر صنعت سیلیکون مبتنی است، زیرا اقتصادهای رو‌به‌رشد این منطقه در تولید تراشه‌ها و مونتاژ رایانه‌ها و گوشی‌های هوشمند ساخته‌شده با مدارهای یک‌پارچه تخصص یافته‌اند.
عملیات رایانه‌ای نیاز به میلیون‌ها 0 و 1 دارد. کل جهان دیجیتال از این دو عدد تشکیل شده است. هر دکمه گوشی همراه شما، هر ایمیل، عکس و ویدیویی در اینترنت، همه این‌ها در نهایت در رشته‌های طولانی متشکل از «0» و «1» کدگذاری شده‌اند. اما این اعداد واقعا وجود ندارند. آن‌ها ابزاری برای بیان وضعیت جریان الکتریکی در حالت خاموش (0) یا روشن (1) هستند. تراشه شبکه‌ای از میلیون‌ها یا میلیاردها ترانزیستور است. ترانزیستور نیز خود کلید الکتریکی کوچکی است که برای پردازش این ارقام، روشن و خاموش می‌شود تا آن‌ها را به خاطر بسپارد و محسوسات دنیای واقعی مانند تصویر، صدا و امواج رادیویی را به میلیون‌ها و میلیون‌ها 0 و 1 تبدیل کند.
در آن صبح هجدهم اوت 2020، در حالی که ناوشکن ماستین به سمت جنوب حرکت می‌کرد، کارخانه‌ها و تاسیسات مونتاژ در هر دو طرف تنگه تایوان در حال تولید قطعات برای آیفون 12  بودند که تنها دو ماه با آغاز عرضه در اکتبر 2020 فاصله داشت. حدود یک‌چهارم درآمد صنعت تراشه از گوشی‌های تلفن حاصل می‌شود. در واقع، بخش بزرگی از قیمت یک گوشی جدید به نیمه‌رسانا‌های داخل آن مربوط می‌شود. طی دهه گذشته، هر یک از نسل‌های متوالی گوشی آیفون به یکی از پیشرفته‌ترین تراشه‌-پردازشگر‌های جهان مجهز بوده‌اند. یک گوشی هوشمند در مجموع، به بیش از ده نیمه‌رسانا نیاز دارد، به طوری که برای مدیریت باتری، بلوتوث، وای‌فای، صدا، دوربین، برقراری انواع ارتباط با شبکه تلفن همراه و غیره، تراشه‌های متفاوتی مورد نیاز است.
اگر بخواهیم دقیق صحبت کنیم، باید بگوییم اَپل هیچ یک از این تراشه‌ها را خودش نمی‌سازد. این شرکت بیشتر نیاز خود را با خرید تراشه‌های موجود در بازار، همچون تراشه‌های حافظه از کیوکسیا در ژاپن، تراشه‌های فرکانس رادیویی از اسکای‌وُرکس در کالیفرنیا، و تراشه‌های صوتی از سیروس لاجیک در آستین تگزاس رفع می‌کند. اپل در عین حال، پردازنده‌های فوق‌پیچیده‌ حاوی سیستم‌عامل آیفون را خود طراحی می‌کند. اما این غول مستقر در شهر کوپِرتینو در کالیفرنیا، خودش نمی‌تواند این تراشه‌ها را تولید کند. هیچ شرکت دیگری در ایالات متحده، اروپا، ژاپن یا چین هم قادر به این کار نیست. امروز پیشرفته‌ترین پردازنده‌های اپل – که مسلما پیشرفته‌ترین نیمه‌رسانا‌های جهان هستند – تنها توسط یک شرکت، آن‌ هم تنها در یک ساختمان تولید می‌شود. این شرکت که گران‌ترین کارخانه تاریخ بشر است، در صبح روز هجدهم اوت 2020، تنها چندده کیلومتر با ناوشکن یو‌اِس‌اِس ماستین فاصله داشت.
به جرات می‌توان گفت ساختن و کوچک‌سازی نیمه‌رسانا‌ها بزرگ‌ترین چالش مهندسی زمان ما بوده است. امروز هیچ شرکتی نمی‌تواند تراشه‌ها را با دقتی بیش از «شرکت تولید نیمه‌رسانای تایوان» (تی‌اِس‌اِم‌سی) تولید کند. در سال 2020، در حالی که جهان درگیر قرنطینه‌های ناشی از ویروسی با قطر حدودا صد نانومتر – تنها چند میلیاردم متر – بود، پیشرفته‌ترین تاسیسات شرکت تی‌اس‌ام‌سی، به نام فَب 18، در حال ساخت پیچ‌و‌خم‌های میکروسکوپی ترانزیستورهایی بسیار ریز بود و عملا شکل‌هایی را در اندازه کوچک‌تر از نصف یک ویروس کرونا، و تنها یک‌صدم یک میتوکُندری برش می‌داد. تی‌اس‌ام‌سی این فرآیند را در مقیاسی انجام می‌داد که در طول تاریخ بشر بی‌نظیر بود. اپل بعدا بیش از 100 میلیون دستگاه گوشی آیفون 12 فروخت. هر کدام از این گوشی‌ها به یک تراشه-پردازنده اِی14  مجهز بود که 11.8 میلیارد ریزترانزیستور در سیلیکون آن برش داده شده بود. به عبارت دیگر، تنها در عرض چند ماه، تی‌اس‌ام‌سی در تاسیسات فب 18 خود برای فقط یکی از ده‌ها تراشه موجود در یک گوشی آیفون، بیش از یک کویینتیلیون (یعنی 1 با هجده 0 در جلوی آن) ترانزیستور ساخت. تعداد ترانزیستورهای تولیدشده در صنعت تراشه در سال گذشته از مجموع همه کالاهای تولیدشده توسط همه شرکت‌های دیگر، در همه صنایع دیگر، در تمام تاریخ بشریت بیشتر بود. در واقع، این صنعت بی‌رقیب است.