Met opgevouwen chips leidt Huawei de AI-race in China

Al probeerden de VS zijn bedrijf de grond in te boren, toch liet Huawei-oprichter Ren Zhengfei een nieuwe megacampus bouwen naar Amerikaanse snit. Zoals Chicago’s waterfront, maar dan in Shanghai.

Huaweis Liaqiu Lake R&D Center opende in 2024 zijn deuren en is het grootste onderzoekscentrum van de Chinese tech- en telecomgigant. Op deze wat afgelegen plek in de Yangtze-delta werken dertigduizend technici, al zou je dat op een warme dag in augustus niet zeggen. De medewerkers komen rond lunchtijd tevoorschijn, op zoek naar een plekje in een van de tientallen restaurants.

Als je in het treintje rondom het kunstmatige meer rijdt, ogen de ruim honderd gebouwen inderdaad Chicago-achtig. De campus werd in minder dan drie jaar gebouwd en symboliseert China’s streven zich aan de technologische greep van de VS te ontworstelen. Hier, op een half uurtje rijden van Shanghai, sleutelen ingenieurs aan methoden om Nvidia, AMD en Intel bij te benen. Want China wil zijn eigen pad vinden in de AI-race, met Huawei voorop.

In 2019 nam de eerste regering-Trump Huawei op de korrel met strenge exportbeperkingen. Terwijl de VS de restricties verder opvoerden, ging het Chinese hightechbedrijf (213.000 medewerkers, omzet 112 miljard euro) meer ingrediënten in eigen huis maken: een eigen besturingssysteem voor telefoons, computers en auto’s, eigen chips, eigen ontwerpsoftware en eigen AI-modellen en servers. De R&D-uitgaven stegen tot boven 20 procent van de omzet, maar Huawei herstelde zich van de eerste klap van de sancties.

De shocktherapie die het concern onderging, loopt parallel met Xi Jinpings strategie om een zelfstandige chipindustrie op te bouwen. Deze week is de Chinese leider in Washington voor handelsbesprekingen met de regering-Trump. Hoewel hun economieën met elkaar vervlochten zijn, proberen de VS en China hun wederzijdse afhankelijkheid af te bouwen. Voor kunstmatige intelligentie willen ze elk een eigen keten opbouwen, van AI-chips tot AI-modellen. Meer rekenkracht betekent meer macht.

Vooralsnog houden de twee landen elkaar in evenwicht: Washington beperkt China’s toegang tot geavanceerde chips en chipmachines; Beijing domineert de verwerking van kritieke grondstoffen voor chips en de productieketens voor batterijen en elektronica.

Door de techoorlog werd Huawei erg afhankelijk van verkoop in eigen land. Nog maar 30 procent van zijn omzet komt tegenwoordig uit het buitenland; tien jaar geleden was het precies andersom. De Chinese AI-boom versterkt dat effect.

In het expositiecentrum op de Lianqiu-campus staat een serverrack met Ascend-chips, die je kunt koppelen tot één ‘SuperPod’-systeem met duizenden processors. Zo heet Huaweis alternatief voor de Nvidia-systemen die je in veel westerse AI-datacenters aantreft. Nvidia-baas Jensen Huang zei afgelopen voorjaar dat hij de Chinese markt aan Huawei dreigt te verliezen, ook al kreeg hij van het Witte Huis toestemming sommige AI-chips aan China te verkopen. Chinese AI-ontwikkelaars hebben vaak een voorkeur voor Nvidia-chips, maar hun overheid wil dat ze rekenkracht van eigen bodem kiezen. Zelfs al is die rekenkracht beperkt.

De wet van Huawei

ASML’s EUV-machines, waarmee chipfabrikanten uiterst kleine chippatronen afbeelden met extreem ultraviolet licht, mogen niet naar China. De Chinese chipmakers lopen daardoor achter op hun westerse concurrenten. Neem de processor in Apples nieuwe iPhone: die is in Taiwan gemaakt met EUV-machines en een 2-nanometerprocedé. Dat is niet de letterlijke afmeting, maar als vuistregel geldt: hoe lager dat getal, hoe meer transistors er op een vierkante centimeter passen en des te geavanceerder de chip.

China blijft steken op 7-nanometerchips, die je met extra tussenstappen kunt fabriceren op DUV-machines, minder geavanceerd dan de EUV-apparaten. Huawei gooit het daarom over een andere boeg: het gaat chips opvouwen. He Tingbo, verantwoordelijk voor Huaweis chipontwikkeling, presenteerde in mei de techniek ervoor, die zij Logic Folding noemt. Door transistors ook boven op elkaar te plaatsen en slimme verticale verbindingen aan te leggen, gaat minder tijd verloren met informatie versturen binnen de chip, is het idee.

Zoom in

„Alle forenzen kennen dat verschijnsel: de reis vreet de meeste energie, niet het werk aan je bureau”, grapt He in een toelichting. Ze bedacht er ook een ‘wet’ voor: Tau’s law, naar de Griekse letter τ, die in de natuurkunde ‘tijd’ aanduidt. Het is een variant op de beroemde wet van Moore die beschrijft hoe het aantal transistoren op een chip elke twee jaar ongeveer verdubbelt.

De eerste opgevouwen Huawei-chip verscheen vorige week in China op de markt en zit, heel toepasselijk, in een telefoon met een drievoudig uitklapbaar scherm. Over vijf jaar zouden Tau-chips evenveel transistors per vierkante centimeter tellen als 1,4-nanometer chips, voorspelt He. Dat is een ambitieuze claim, als je bedenkt dat ook andere chipmakers gaan stapelen om meer rekenkracht of computergeheugen in één verpakking te stoppen.

De kunst zit ‘m in het nauwkeurig op elkaar plaatsen en verbinden van deze verschillende onderdelen, met een proces dat hybrid bonding heet. Het Nederlandse Besi is een koploper in deze techniek. Huawei zou de schijven met chips „als twee boterhammen op elkaar leggen en daarna kijken of het werkt”, was de inschatting van een Besi-expert.

Machines om chips slim te verpakken of te stapelen blijven grotendeels buiten schot van de westerse exportbeperkingen. Die zijn vooral gericht op de eerste fase van de chipproductie (front-end). Als de regels toch strenger worden, zou China kunnen terugslaan met restricties op kritieke grondstoffen.

Projectmanager

Uit de technische details in He’s toelichting blijkt dat Huawei de chips niet alleen ontwerpt, maar ook nauw betrokken is bij de productie. De Britse zakenkrant Financial Times (FT) omschreef Huawei als een „projectmanager” die helpt chipfabrieken in te richten. Volgens een rapport van de Taiwanese onderzoeksgroep DSET zette de gemeente Shenzhen, waar het hoofdkantoor van Huawei staat, een investeringsvehikel op voor speciale productielijnen met zo veel mogelijk Chinese toeleveranciers.

China kent gerenommeerde chipmachinemakers, zoals Naura en AMEC. Chinese bedrijven proberen ook meer complexe lithografiesystemen te bouwen als alternatief voor die van ASML. Maar lithografie blijft een lastige tak van sport; het gaat om kopieerapparaten die heel precies en op hoge snelheid werken, en daarbij kan veel fout gaan. Het duurt lang voor die fouten zijn opgespoord en gecorrigeerd.

Een alternatief voor EUV-machines laat waarschijnlijk nog jaren op zich wachten, maar Chinese bedrijven bouwen wel apparaten die wat oudere ASML-systemen moeten vervangen. Huawei zou volgens de FT de start-up Yuliangsheng steunen, die DUV-machines maakt met daarin lenzen van het Duitse bedrijf Zeiss. Opmerkelijk, want Zeiss verkoopt alleen aan ASML. Misschien zijn het gebruikte onderdelen die op internetveilingen rouleren, al loop je het risico dat die versleten zijn.

Verlanglijst

De techoorlog heeft de ontwikkeling van China’s eigen chipindustrie versneld. Niet alleen bij Huawei, ook bij geheugenchipfabrikanten CXMT en YMTC. CXMT kreeg in juli een notering aan de beurs van Shanghai en zag zijn waarde op dag één bijna vervijfvoudigen.
Zelfvoorzienend zijn deze fabrieken nog lang niet, blijkt uit een inventarisatie van de Amerikaanse denktank CSET; het gros van alle chipapparatuur is westers.

Het Chinese ministerie van Industrie en Informatie (MIIT) publiceerde deze maand een nieuw vijfjarenplan, dat de ingrediënten opsomt voor de ontwikkeling van geavanceerde chips op eigen bodem. Het is een verlanglijst voor alle onderdelen van het productieproces: apparaten om te etsen, nieuwe lagen op een chip aan te brengen, elektrische eigenschappen te veranderen en chiponderdelen te testen en te verpakken.

Dit beleid leidt tot een explosieve groei van het aantal chipmachinebouwers in China en een keiharde onderlinge concurrentie. Hoe snel de Chinese deeptechsector zich ontwikkelt, blijkt uit de gonzende drukte op de CSEAC-beurs die begin september in Wuxi gehouden werd. Meer dan 1.300 techbedrijven verzamelden zich op de China Semiconductor Equipment Annual Conference. Meteen in de openingslezing werd Huaweis koers aangehaald als lichtend voorbeeld voor de toekomst van China’s chipindustrie: de wet van Moore loopt op zijn laatste benen, de wet van Tau gaat verder.

Zoom in

Een niet-Aziatische delegatie op de CSEAC-beurs was te vinden in een hoekje van het conferentiecentrum. Daar organiseerden Russische wetenschappers hun eigen forum waarmee ze de ingrediënten van een „soevereine chipproductie” in kaart brachten. Na een praatje over lithografie sloot de laatste Russische spreker af met een bedankje voor „de samenwerking tussen overheid, chipmachinebouwers en onderzoekscentra”.

Het doel is duidelijk. Rusland heeft nog geen geavanceerde chipindustrie, en wil hulp uit China om zulke fabrieken in te richten. Ondanks sanctiemaatregelen worden in Russische drones en raketten vaak chips van westerse bedrijven aangetroffen; die hoopt Rusland in de toekomst zelf te produceren. Want ook aan het front draait het om rekenkracht.

Geef cadeau





Deel





Mail de redactie