Pagsisikap ng Japan para sa Soberanya sa AI Chip
Nakataya ang $16.3 bilyon ng Japan sa pagbawi ng puwesto nito sa pandaigdigang industriya ng semiconductor. Kamakailan, inaprubahan ng pamahalaan ang karagdagang subsidiya na 631.5 bilyong yen ($4 bilyon) para sa Rapidus, isang startup na lokal na tagagawa ng chip, bilang bahagi ng agresibong estratehiya nitong gumawa sa loob mismo ng Japan ng pinakamahuhusay na processor para sa artificial intelligence sa buong mundo. Nasa sentro ng inisyatibang ito ang Fujitsu, ang konglomeradong teknolohiya na mahigit isang siglo na, na gumagawa ng makabagong 1.4-nanometer AI inference chip. Gagawin ito ng Rapidus sa isang bagong pasilidad sa Hokkaido bago matapos ang dekada.
Mga Nilalaman
Kinakatawan ng proyekto ang pinakamalaking pagsisikap ng Tokyo sa ngayon na bawasan ang pagdepende sa Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) at iba pang dayuhang supplier, sa gitna ng tumitinding tensiyong geopolitikal at mga kahinaan sa supply chain. Binigyang-diin ni Industry Minister Ryohei Akazawa ang estratehikong pangangailangan nito sa isang kamakailang kaganapan ng Rapidus sa Hokkaido.
Kahit gaano kahusay ang teknolohiya ng isang kompanya, mabibigo ang negosyo nito kung hindi ito makakakuha ng mga kostumer na gustong gumamit ng teknolohiyang iyon.
Ipinaliwanag ni Akazawa na layunin ng suporta ng pamahalaan na tulungan ang Rapidus na lumikha ng demand at makakuha ng mga kostumer, bukod pa sa sariling pagsisikap ng kompanya sa marketing. Ipinakikita nito ang pagkilalang kailangan ng matatag na ecosystem ng mga lokal na taga-disenyo ng chip na handang sumugal sa teknolohiya ng foundry na hindi pa nasusubukan upang masuportahan ang mga kakayahan sa pagmamanupaktura.
Ang Hamong Teknikal ng 1.4 Nanometer
Tinatarget ng planong neural processing unit (NPU) ng Fujitsu ang process node na wala pang gumagawa saanman sa mundo para sa maramihang produksyon. Ang sukat na 1.4 nanometer ang susunod na hangganan matapos ang teknolohiyang 2 nanometer. Gumagamit ito ng gate-all-around (GAA) transistor architecture na nangangakong maghahatid ng malaking pagtaas sa energy efficiency at computational density. Habang nag-uunahan ang TSMC at Samsung sa pag-abot sa produksyon ng 2-nanometer chip, layunin naman ng Fujitsu at Rapidus na tumalon diretso sa 1.4 nanometer, partikular para sa mga gawain ng AI inference.
Mahalaga rito ang pagkakaiba ng mga chip para sa training at inference. Nangunguna ang mga graphics processing unit (GPU) ng Nvidia sa AI training, ang proseso ng pagtuturo sa malalaking language model na kumilala ng mga pattern. Ngunit iba ang arkitekturang kailangan para sa inference, o aktuwal na paggamit ng mga sinanay na modelo upang gumawa ng mga prediksiyon o desisyon. Mas episyente ang mga neural processing unit sa mga kalkulasyong ito kaysa sa mga GPU para sa pangkalahatang gamit, lalo na sa edge computing at mga aplikasyon sa data center kung saan mahalaga ang konsumo ng kuryente at latency. Ino-optimize ang mga NPU para sa mga operasyong matrix multiplication na karaniwan sa mga neural network, habang binabawasan ang pangangailangan sa memory bandwidth at kuryente na kaakibat ng kakayahang umangkop ng mga GPU.
Balak ng Fujitsu na ilagay ang mga NPU na ito kasama ng central processing unit nitong Monaka-X na nakabatay sa Arm sa iisang integrated device. Ebolusyon ng kasalukuyang 144-core Armv9 data center chip ng kompanya ang Monaka-X, na ginagawa gamit ang 2-nanometer process ng TSMC. Pagsapit ng 2029, umaasa ang Fujitsu na ilipat ang produksyon ng Monaka-X sa 1.4-nanometer production line ng Rapidus, at pagsamahin ang mga tungkulin ng CPU at NPU para sa tinatawag nitong Fugaku NEXT, ang kahalili ng kasalukuyang nangungunang supercomputer ng Japan. Binabawasan ng integrasyong ito ang paglilipat ng datos sa pagitan ng magkakahiwalay na chip, kaya bumababa ang konsumo ng kuryente at bumibilis ang pagproseso ng mga AI workload. Layunin din ng Fujitsu na mag-embed ng teknolohiya sa encryption nang direkta sa mga processor upang protektahan ang sensitibong datos habang pinoproseso ito. Tinutugunan nito ang lumalaking pangamba tungkol sa soberanya at seguridad ng datos sa mga aplikasyon ng AI.
Rapidus at ang Pagsugal sa Lokal na Foundry
Itinatag noong 2022 sa tulong ng walong malalaking korporasyong Hapones, kabilang ang Toyota, Sony at NEC, pasan ng Rapidus ang hamong buhayin ang kakayahan ng Japan sa pagmamanupaktura ng semiconductor matapos ang ilang dekadang paghina. Itinatayo na ng kompanya ang una nitong pasilidad sa fabrication, ang IIM-1, sa Chitose, Hokkaido. Target nitong simulan ang maramihang produksyon ng 2-nanometer chip sa ikalawang kalahati ng piskal na 2027. Ang ikalawang pabrika, na planong simulan ang konstruksyon sa 2027, ang gagawa ng 1.4-nanometer chip para sa mga AI chip ng Fujitsu.
Nagbibigay ng maingat na pag-asa ang mga teknikal na milestone. Noong Hulyo 2025, inanunsyo ng Rapidus na nagsimula na sa pasilidad ng IIM-1 ang prototyping ng mga 2-nanometer GAA chip. Kamakailan, naglunsad din ang kompanya ng prototype line para sa back-end processing at binuksan ang pasilidad nitong Rapidus Chiplet Solutions (RCS) para sa advanced packaging, na mahalaga sa pagsasama ng iba't ibang uri ng processor sa iisang pakete. Nagbibigay na ngayon ang Analysis Center na katabi ng foundry ng mga kakayahan sa pagsusuring pisikal, pangkapaligiran at kemikal na kailangan upang mapahusay ang mga yield sa pagmamanupaktura.
Ibinunyag noong Pebrero ni Chief Executive Atsuyoshi Koike na aktibong nakikipag-usap ang Rapidus sa maraming potensyal na kostumer na nagta-target ng mga aplikasyon sa AI, robotics at edge computing.
Aktibo kaming nakikipag-usap sa mahigit 60 potensyal na kostumer para sa mga chip na nakalaan sa AI, robotics at edge computing.
Bagaman lumitaw ang IBM at ang startup na taga-disenyo ng chip na Tenstorrent bilang mga pangunahing kandidato para sa unang kapasidad ng 2-nanometer chip, ang Fujitsu ang inaasahang pangunahing lokal na kostumer na magpapatunay sa kakayahan ng foundry.
Pagtustos sa Kinabukasan
Saklaw ng pampubliko at pribadong sektor ang pinansiyal na estrukturang sumusuporta sa inisyatibang ito. Inaasahan ng New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) ng Japan, na nasa ilalim ng Ministry of Economy, Trade and Industry, na sasagutin nito ang humigit-kumulang dalawang-katlo ng tinatayang paunang gastos na 58 bilyong yen ($363 milyon) para sa NPU ng Fujitsu. Partikular na nakatuon ang programang subsidiya sa paglikha ng mga semiconductor para sa AI na matipid sa enerhiya at maaaring gawin sa loob ng bansa.
Higit na malawak ang pangako ng pamahalaan kaysa sa partikular na proyekto ng Fujitsu. Pagsapit ng Marso 2027, aabot sa 2.6 trilyong yen ($16.3 bilyon) ang kabuuang pamumuhunan ng pampubliko at pribadong sektor sa Rapidus, kasama ang kamakailang karagdagang subsidiya na 631.5 bilyong yen. Plano ng Japan na mamuhunan ng mahigit 10 trilyong yen ($62.8 bilyon) sa mga chip at AI pagsapit ng piskal na 2030, at itinalaga ang mga semiconductor bilang mga tinukoy na kritikal na produkto para sa pambansang seguridad. Binigyang-diin ni Punong Ministro Sanae Takaichi ang pangangailangang palakihin ang pamumuhunan sa mga larangang kritikal sa pambansang seguridad, lalo na habang nagsisikap ang Japan na maprotektahan ang sarili laban sa mga panlabas na dagok at panganib gaya ng kamakailang muling pagsiklab ng tensiyon sa rehiyon.
Sinuri ng isang panlabas na komite ang foundry ng Rapidus sa Hokkaido at inaprubahan ang pag-usad nito sa teknolohiya bago ang pinakahuling pag-apruba sa pondo. Ipinahihiwatig nito na nakikita ng mga independiyenteng eksperto ang mga posibleng landas tungo sa ambisyosong mga target ng kompanya sa produksyon.
Mga Parallel na Pakikipagtulungan ng Fujitsu
Bagaman binibigyang-diin ng pakikipagtulungan nito sa Rapidus ang kalayaan sa teknolohiya, hindi lamang sa lokal na kakayahan tumataya ang Fujitsu. Pinananatili ng kompanya ang masalimuot na ugnayan ng mga internasyonal na pakikipagtulungan na nagpapakita ng mga praktikal na hamon sa pagkamit ng ganap na soberanya sa semiconductor. Noong Oktubre 2025, inanunsyo ng Fujitsu ang pakikipagtulungan nito sa Nvidia para sama-samang gumawa ng mga AI chip para sa mga data center sa Japan pagsapit ng 2030, kung saan pag-uugnayin ang mga CPU ng Fujitsu at mga GPU ng Nvidia sa iisang substrate.
Nakikipagtulungan din ang Fujitsu sa AMD sa magkakahiwalay na inisyatiba sa AI chip. Umaasa ang kasalukuyang Monaka CPU ng kompanya sa 2-nanometer process ng TSMC, na nagpapakitang patuloy pa ring dumaraan sa Taiwan at iba pang matatag nang sentro ng pagmamanupaktura ang makabagong teknolohiya habang bumubuo ang Japan ng mga lokal na alternatibo. Dahil sa dalawang landas na ito, napapanatili ng Fujitsu ang pagiging kompetitibo habang pinauunlad ang lokal na kakayahan na maaaring abutin ng ilang taon bago ganap na mahinog.
Halimbawa ng estratehiyang ito ang proyekto ng Fugaku NEXT supercomputer. Nakatakda itong magsimulang gumana bandang 2030, na may target na pagbutihin nang 100 ulit ang performance kumpara sa kasalukuyang sistemang Fugaku. Malamang na pagsasamahin ng susunod na henerasyong makina ang iba’t ibang teknolohiya ng processor. Maaaring manggaling sa 1.4-nanometer line ng Rapidus ang mga Monaka-X CPU, ngunit halos tiyak na gagamit din ang sistema ng mga GPU at iba pang accelerator mula sa mga internasyonal na supplier upang maabot ang mga layunin nito sa pagkompyut.
Pagbuo ng Mas Malawak na Ecosystem
Hindi lamang Fujitsu ang kostumer ng Rapidus, bagaman ito ang may pinakamalaking ambisyon sa teknolohiya. Nangako ang Canon na o-order ito ng mga semiconductor para sa pagproseso ng imahe sa mga digital camera at surveillance device gamit ang 2-nanometer process ng Rapidus. Nagsimula na ang trial production. Tumatanggap din ang IBM Japan ng suporta mula sa NEDO upang bumuo ng mga AI chip na matipid sa enerhiya at posibleng gawin ng Rapidus. Hanggang 17.5 bilyong yen ang nakalaan partikular sa mga proyekto ng IBM, kumpara sa 58.5 bilyong yen para sa Fujitsu.
Higit pa sa mga simpleng kontrata sa pagmamanupaktura ang umuusbong na ecosystem na ito. Nakipagtulungan ang Rapidus sa IBM sa pagbuo ng batayang teknolohiya para sa 1.4-nanometer process, at ginagamit ang kakayahan ng Big Blue sa pananaliksik upang pabilisin ang iskedyul. Kabilang din ang Synopsys, isang nangungunang kompanya sa electronic design automation, sa pagbuo ng image sensor ng Canon. Ipinahihiwatig nito na binubuo ng Rapidus ang imprastraktura para suportahan ang masalimuot na mga proyektong semiconductor na kinasasangkutan ng maraming partido.
May mga implikasyong pang-ekonomiya sa rehiyon ang pagkonsentra ng aktibidad sa Hokkaido. Kabilang sa mga bentahe ng hilagang isla ang mas malamig na klima, na nagpapababa sa gastos sa pagpapalamig ng mga pasilidad sa fabrication. Gayunman, patuloy na tumataas ang gastos sa enerhiya sa Japan na kapos sa likas na yaman, sa gitna ng pandaigdigang kawalang-katatagan. Tumataya ang Rapidus na kayang daigin ng pinagsamang suporta ng pamahalaan, mga teknikal na pakikipagtulungan at mga bentahe ng lokasyon ang mga suliraning istruktural sa pagmamanupaktura sa Japan.
Pakikipagkompetensiya sa mga Higante ng Industriya
Mabigat ang iskedyul na hinaharap ng Fujitsu at Rapidus. Sinimulan ng TSMC ang maramihang produksyon ng mga 2-nanometer chip noong 2025 at may matatag na ugnayan ito sa mga lider sa AI gaya ng Nvidia at Apple. Sinimulan na ng Intel ang maramihang produksyon gamit ang 18A node nito, na halos katumbas ng 1.8 nanometer, at inilantad ang mga Panther Lake processor na ginawa sa makabagong prosesong ito. Sa huling bahagi lamang ng 2027 target ng Rapidus na simulan ang produksyon ng 2-nanometer chip, kasunod ang 1.4-nanometer bandang 2029.
Mahalaga ang agwat na ito dahil malakas ang network effect sa pagmamanupaktura ng semiconductor. Lumilikha ng mga hadlang na mahirap lampasan ng mga bagong kalahok ang maagang pangunguna ng TSMC sa advanced packaging, karanasan sa malawakang produksyon at matatag na ecosystem ng disenyo. Madalas na nakasalalay sa yield rate, o porsiyento ng mga gumaganang chip mula sa bawat silicon wafer, ang kakayahang kumita ng produksyon. Ipinakikita ng bagong Analysis Center at mga kakayahan sa pagsusuri ng Rapidus na batid nito ang mga hamong ito, ngunit hindi pa napapatunayan kung maaabot nito ang mapagkumpitensiyang yield sa 1.4 nanometer.
Nagdudulot pa ng dagdag na komplikasyon ang gastos sa enerhiya. Nangangailangan ng napakaraming kuryente at tubig ang paggawa ng semiconductor. Maaaring maging dehado ang Rapidus dahil sa kakulangan ng Japan sa likas na yaman at pagtaas ng gastos sa materyales sa gitna ng kawalang-katatagan sa Gitnang Silangan, kumpara sa mga kakompetensiyang nasa mga rehiyong mas mura ang enerhiya o mas matatag ang mga supply chain. Ipinakikita ng kahandaan ng pamahalaan na subsidiyahan kapwa ang gastos sa pagpapaunlad at produksyon na kinikilala nitong hindi sapat ang puwersa ng merkado lamang upang makapagtatag ng lokal na kapasidad sa pagmamanupaktura.
Sa Kabuuan
- Bumubuo ang Fujitsu ng 1.4-nanometer neural processing unit para sa AI inference, na target gawin ng Rapidus sa Hokkaido bago matapos ang dekada.
- Nangako ang Japan ng kabuuang $16.3 bilyong pondo para sa Rapidus pagsapit ng Marso 2027, kabilang ang kamakailang karagdagang subsidiya na $4 bilyon na partikular na nilayong sumuporta sa gawain para sa Fujitsu.
- Isasama ang NPU sa mga CPU na Monaka-X ng Fujitsu para sa mga aplikasyon sa data center at supercomputing, kabilang ang sistemang Fugaku NEXT na planong ilunsad sa 2030.
- Target ng Rapidus na simulan ang maramihang produksyon ng 2-nanometer chip sa huling bahagi ng 2027, at simulan naman ang pagmamanupaktura ng 1.4-nanometer chip bandang 2029 sa ikalawang pasilidad nito sa fabrication.
- Pinopondohan ng NEDO, ang organisasyon ng Japan para sa pagpapaunlad ng teknolohiya, ang humigit-kumulang dalawang-katlo ng paunang gastos na $363 milyon para sa proyektong AI chip.
- Pinananatili ng Fujitsu ang mga parallel na pakikipagtulungan sa Nvidia at AMD, upang balansehin ang pagsisikap para sa lokal na kalayaan at ang agarang pag-access sa makabagong teknolohiya mula sa ibang bansa.
- Kabilang ang Canon at IBM Japan sa iba pang kostumer ng Rapidus, tanda ng mga unang hakbang tungo sa lokal na ecosystem ng semiconductor.
