Глава 581. Квантовый компьютер и чип на углеродной основе •
В кабинете Сюй Чуань размышлял о некоторых вещах.
Развитие области чипов - это не только область, о которой Китай мечтал долгое время, но и ключевая область, на которую обращают пристальное внимание западные страны во главе с США.
В этой области, опираясь на преимущества последних десятилетий, такие компании, как Qualcomm, Apple, MediaTek и другие, создали огромную стену вокруг чипов с помощью технологий и патентов, наглухо закрыв двери для других стран и предприятий.
Более того, в сочетании с литографическими станками, кремниевыми пластинами, EDA и другими областями, эти страны и предприятия создали вокруг чипов целую систему стандартов.
Это самое страшное.
Технологии устаревают, патенты истекают, но стандарты - это то, что может продолжаться вечно.
Технология патентуется, патенты стандартизируются, стандарты глобализируются - такова основная форма конкуренции на мировом рынке сегодня.
Используя стандарт в качестве носителя и патент в качестве оружия, можно вывести предприятия и страны на вершину рынка, непрерывно получая прибыль от других стран или предприятий.
Самым типичным примером здесь является Qualcomm.
В нынешнюю эпоху, когда продажи электронных товаров падают, а запасы в цепочке поставок растут, и полупроводниковая промышленность вступила в "нисходящий цикл", прибыль падает как у Nvidia, так и у AMD.
Но Qualcomm отличается, ее показатели по-прежнему демонстрируют положительный рост.
И главная причина этого заключается в большом количестве патентных стен и стандартов, которые Qualcomm построила вокруг чипов в прошлом.
Еще в эпоху 2G компания Qualcomm представила стандарт связи CDMA.
В то время, благодаря более передовым технологиям и более широкому применению, стандарт связи CMDA выделился в глобальной конкуренции и стал лидером стандарта связи 2G.
А в эпоху 3G компания Qualcomm представила CDMA2000.
Хотя впоследствии другие страны также создали свои собственные стандарты связи, например, в Китае есть TD-SCDMA, а в ЕС - WCDMA.
Но даже несмотря на конкуренцию со стороны других стран, из-за инерции технологий CDMA2000 от Qualcomm по-прежнему является лидером стандарта 3G, это неоспоримый факт.
Основываясь на этом, даже в условиях нисходящего цикла полупроводниковой промышленности, Qualcomm по-прежнему может получать огромную прибыль от других компаний и предприятий.
Например, в 2021 году прибыль Qualcomm составила 9 миллиардов долларов США, а доходы от патентных отчислений достигли 6,3 миллиарда долларов США, что составляет 70% прибыли Qualcomm.
В этом и заключается преимущество технологии, запатентованной, стандартизированной и глобализированной.
В рамках стандарта тот, кто владеет стандартом, является игроком, а все остальные - пешками.
Даже если одна или две технологии нарушат монополию стандарта, это не повредит общей картине.
В игре на шахматной доске игрок всегда может контролировать все.
В такой ситуации прорваться через блокаду - чрезвычайно сложная задача.
Особенно в области чипов, которая затрагивает все аспекты, это еще сложнее.
Ведь от военной сферы до различных товаров народного потребления - все не обходится без чипов.
А в области кремниевых чипов, от программного обеспечения EDA для проектирования до монокристаллических кремниевых пластин в качестве основного материала, до литографических станков для конечной обработки и, наконец, до определения стандартов - все находится в руках западных стран.
Догнать их слишком сложно.
Что еще более важно, нынешние кремниевые чипы уже близки к своему теоретическому пределу.
Теоретически, предел кремниевых чипов составляет один нанометр.
Однако из-за размера атомов кремния и эффекта туннелирования это лишь теоретический предел.
На самом деле, современные технологии производства чипов не могут достичь этого предела.
Даже самая передовая компания TSMC планирует производить двухнанометровые чипы, но на самом деле по-прежнему использует технологию наложения, и размер одного транзистора не достигает двух нанометров.
Поэтому на самом деле, максимальный размер одного транзистора в традиционных кремниевых чипах, который можно изготовить в настоящее время, составляет не более двух нанометров.
И сейчас соответствующие технологии уже приближаются к этому пределу.
Если Китай продолжит инвестировать в кремниевые чипы и разрабатывать соответствующие технологии, то, не говоря уже о том, сможет ли он догнать, большой проблемой будет то, что делать дальше, после того как он догонит.
У кремниевых чипов впереди нет дороги.
По крайней мере, теоретически, пути вперед уже нет.
Вкладывать огромные инвестиции в путь, у которого виден конец, и на котором в настоящее время лидирует противник, даже если важность чипов очень высока, так не делается.
Поэтому в области чипов в предыдущие годы в принятии решений всегда были некоторые колебания.
С одной стороны, хотелось иметь собственные отечественные чипы, с другой стороны, не хотелось вкладывать большие средства в путь, у которого нет будущего.
Эта ситуация продолжалась до тех пор, пока два года назад не произошли изменения в области управляемого термоядерного синтеза.
Из-за некоторых коммерческих последствий и цепной реакции технологии управляемого термоядерного синтеза, приведших к прекращению продаж высокопроизводительных чипов, ситуация изменилась.
Эта ситуация заставила высшее руководство осознать острую потребность в высокопроизводительных чипах, и оно изменило направление, вложив средства в область чипов.
Однако, если говорить об общей ситуации, то погоня за кремниевыми чипами - это лишь вынужденная мера.
Ведь, с одной стороны, сложно догнать, а с другой стороны, вероятность обгона в области кремниевых чипов практически равна нулю.
Однако важность области чипов не вызывает сомнений, и, несмотря ни на что, Китай должен добиться возможности самостоятельного производства, по крайней мере, не отставать слишком сильно.
В кабинете Сюй Чуань размышлял о некоторых ключевых вещах.
Для него разработка кремниевых чипов не является его целью, как бы усердно ни велась погоня в области кремниевых чипов, это все равно игра на чужой шахматной доске и по чужим правилам.
Если хочется добиться превосходства, то необходимо проложить новый путь.
Квантовый компьютер, несомненно, является хорошим направлением.
Особенно с учетом того, что он уже завершил создание теории построения топологических квантовых материалов, обгон на повороте в области квантовых компьютеров не является невозможным.
Однако теория - это всего лишь теория, и она все еще далека от практического применения.
Кроме того, какие материалы, алгоритмы, аппаратное обеспечение и т.д. будут использоваться в квантовом компьютере и квантовом чипе - все эти нерешенные проблемы очень сложны.
Это также является причиной того, что Сюй Чуань не сразу опубликовал свою исследовательскую работу о механизме генерации и характеристиках топологических состояний вещества и не отправил ее, после того как завершил ее.
Развитие квантовых компьютеров в настоящее время находится лишь на стадии лабораторных исследований, или даже теоретической стадии.
Не говоря уже о настоящем времени, даже если следовать первоначальному историческому развитию, то и через десять лет развитие квантовых компьютеров будет покрыто туманом.
Добиться обгона на повороте на этом пути слишком сложно.
Слегка постучав пальцами по столу, Сюй Чуань вышел из задумчивости. Сотрудничество с Huawei - не лучший выбор, если действительно решено разработать технологию квантовых компьютеров, то либо ждать завершения миниатюрной технологии управляемого термоядерного синтеза и пилотируемой космонавтики и лунной программы, и он сам выделит время, чтобы возглавить команду для разработки квантовых материалов, либо просто передать статью вышестоящим инстанциям.
В первом случае у него есть определенная уверенность, ведь теоретическую работу проделал он, и у него достаточно опыта в области материалов.
Что еще более важно, у него есть видение будущего, и он знает, какие материалы больше подходят для ядра квантового компьютера.
Однако проблема в том, что это займет много времени, хотя миниатюрная технология управляемого термоядерного синтеза и технология аэрокосмических двигателей уже встали на правильный путь и даже достигли большого прогресса, но для их полного завершения, вероятно, потребуется некоторое время.
И миниатюрная технология управляемого термоядерного синтеза, и технология аэрокосмических двигателей - это лишь базовая работа, а последующие пилотируемые космические полеты и лунная программа - это главное.
Что касается последнего, то возможности страны, несомненно, намного больше, чем у одного предприятия.
Но проблема также существует: основного автора статьи нет, и чтобы полностью понять его статью и превратить ее в силу в области материалов, потребуется немало времени.
Ведь она основана на теории единой структуры сильно коррелированных электронов, и чтобы понять основы квантовой физики, необходимо сначала понять первое.
Однако статья о теории единой структуры сильно коррелированных электронов была опубликована уже почти полгода, и во всем мире найдется немного людей, которые могут сказать, что полностью ее поняли.
Ведь это не чисто математическая статья, это основа физики конденсированных сред.
А физика конденсированных сред является крупнейшей и важнейшей отраслью физики на сегодняшний день, а также ядром физики материалов.
Хотя Сюй Чуань создал структуру для этой области, это не означает, что проблемы физики конденсированных сред решены, будь то проблема примесей Кондо, дробный квантовый эффект Холла или проблема квантовой спиновой жидкости - все это требует решения.
В этой области, хотя в Китае много профессоров физики конденсированных сред, но действительно крупных специалистов в области квантовой физики немного, почти все из двадцати лучших специалистов в области квантовой физики - иностранцы.
На данный момент, вероятно, нет такого топового специалиста, который мог бы заменить Сюй Чуаня и выполнить эту работу в короткие сроки.
Однако в целом, передача статьи вышестоящим инстанциям - лучший выбор, чем сотрудничество с Huawei.
Ведь Huawei также сталкивается с неловкой ситуацией, когда некому анализировать и применять статью, а в первом случае это все-таки масштаб большой страны, и Академия наук, как бы то ни было, сможет собрать группу людей для выполнения этой работы.
"Не хватает рук~"
Разобравшись в ситуации, Сюй Чуань покачал головой и вздохнул.
У него есть способности для проведения исследований, но у него нет достаточного количества времени.
Даже несмотря на то, что ему сейчас всего двадцать с небольшим лет, и это время, когда у человека больше всего энергии, проекты, которые у него на руках, уже почти полностью заблокировали его время.
Не говоря уже о том, что в дальнейшем его ждет проект большого адронного коллайдера.
Хотя квантовый компьютер важен, для него он все же является неизвестной величиной, и по сравнению со ставкой на эту область, Сюй Чуань предпочел бы выбрать более надежную и знакомую область.
Однако передать статью в Академию наук, чтобы там ее изучили, не составит труда.
Покачав головой, Сюй Чуань принял решение.
Он не очень понимал, как Huawei и Huaxin смогли произвести 7-нанометровые чипы, ведь литографические станки, монокристаллические кремниевые пластины и ряд других проблем - это сложности.
Однако, раз эта проблема уже решена, то одно из направлений квантовых чипов - "чипы на углеродной основе" - имеет основу.
Традиционные чипы - это полупроводники на основе кремния, но квантовые чипы отличаются.
Сырье для квантовых чипов очень разнообразно, это могут быть сверхпроводники, полупроводники, изоляторы и даже металлы.
Единственное ядро заключается в эффекте квантовых битов и управлении квантовыми битами.
Углеродные материалы, естественно, имеют определенную основу.
Одновременная разработка чипов на углеродной основе и технологии квантовых чипов, прилагаемой к исследовательской статье о механизме генерации и характеристиках топологических состояний вещества, - это убийство двух зайцев одним выстрелом.
Таков был план Сюй Чуаня, после того как он разобрался во всех своих мыслях.
Даже если исследования квантовых чипов не принесут никаких результатов, средства, вложенные в них, могут быть возвращены в чипы на углеродной основе.
А чипы на углеродной основе сами по себе являются одним из направлений развития Китая, и в этой области достаточно технологических резервов и талантов.
Если в квантовой области не будет прорыва, то прорыв в области чипов на углеродной основе тоже будет очень хорошим.
По крайней мере, по сравнению с кремниевыми чипами, преимущества чипов на углеродной основе велики.
Будь то чипы, изготовленные из графена или углеродных нанотрубок, их электропроводность выше, чем у кремниевых чипов, и они будут быстрее обрабатывать большие объемы данных.
Согласно текущим данным, чип на углеродной основе, изготовленный по 90-нм техпроцессу, эквивалентен кремниевому чипу с технологическим узлом 28 нм, а чип на углеродной основе, изготовленный по 28-нм техпроцессу, эквивалентен 7-нм кремниевому чипу.
Другими словами, чип на углеродной основе, изготовленный с помощью 28-нм литографического станка, может достичь уровня современных 7-нм чипов мирового уровня.
Это, несомненно, очень важно для Китая, которому не хватает литографических станков.
Разобравшись во всех своих мыслях, Сюй Чуань не стал больше терять время.
Достав из ящика лист бумаги, он взял со стола шариковую ручку, немного подумал и написал строчку за строчкой.
【Уважаемый】
【.】
Письмо постепенно формировалось в руках Сюй Чуаня, в него он вписал некоторые соображения о чипах на углеродной основе и квантовых компьютерах, а также о некоторых будущих тенденциях развития.
Бегло проверив, что все в порядке, он отправил сообщение Чжэн Хаю, чтобы тот пришел.
"Профессор, вы меня искали?"
Чжэн Хай, который все время бродил по учебному корпусу и вокруг него на всякий случай, сразу же примчался, получив сообщение.
Сюй Чуань кивнул и передал ему написанное письмо и USB-накопитель с исследовательской работой о механизме генерации и характеристиках топологических состояний вещества.
"Будьте любезны, передайте это письмо и эту статью".
"Как обычно?"
Чжэн Хай взял письмо и USB-накопитель и спросил, он знал, что этот человек поддерживает связь с Большим Старейшиной по переписке.
Надо сказать, что в эту эпоху, когда Интернет чрезвычайно развит, такое общение с помощью писем довольно редко, но раз им это нравится, ему остается только быть посыльным.
Сюй Чуань кивнул и сказал: "Да, не потеряйте, особенно USB-накопитель, в нем очень важные вещи".
Исследовательская работа о механизме генерации и характеристиках топологических состояний вещества связана с развитием квантовых чипов, и если она будет потеряна, это окажет огромное влияние на структуру и развитие чипов.
"Не волнуйтесь, этого не случится, есть ли еще что-нибудь?" Чжэн Хай серьезно кивнул и убрал письмо и USB-накопитель.
"Больше ничего".