Fujitsu Pertaruhkan Cip AI 1.4nm Buatan Jepun dalam Usaha Mencapai Kemerdekaan Teknologi

Usaha Jepun untuk Menguasai Teknologi Cip AI

Jepun mempertaruhkan $16.3 bilion untuk mengembalikan kedudukannya dalam industri semikonduktor global. Kerajaan baru-baru ini meluluskan subsidi tambahan sebanyak 631.5 bilion yen ($4 bilion) untuk Rapidus, syarikat pemula faundri cip tempatan, sebagai sebahagian daripada strategi agresif untuk menghasilkan pemproses kecerdasan buatan (AI) paling canggih di dunia sepenuhnya di Jepun. Fujitsu, konglomerat teknologi yang telah beroperasi selama seabad, menjadi teras kepada inisiatif ini. Syarikat itu sedang membangunkan cip inferens AI 1.4 nanometer canggih yang akan dibuat oleh Rapidus di kemudahan baharu di Hokkaido menjelang penghujung dekad ini.

Projek ini merupakan usaha Tokyo yang paling bercita-cita tinggi setakat ini untuk mengurangkan kebergantungan pada Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) dan pembekal asing lain, ketika ketegangan geopolitik dan kelemahan rantaian bekalan semakin meruncing. Menteri Perindustrian Ryohei Akazawa menekankan kepentingan strategik inisiatif ini dalam satu acara Rapidus baru-baru ini di Hokkaido.

Walau secanggih mana pun teknologi sesebuah syarikat, perniagaannya akan gagal jika tidak mendapat pelanggan yang mahu menggunakan teknologi itu.

Akazawa menjelaskan bahawa sokongan kerajaan bertujuan membantu Rapidus mewujudkan permintaan dan mendapatkan pelanggan di luar usaha pemasaran syarikat itu sendiri. Ini mencerminkan kesedaran bahawa keupayaan pembuatan memerlukan ekosistem kukuh pereka cip tempatan yang sanggup mengambil risiko menggunakan teknologi faundri yang belum terbukti.

Cabaran Teknikal 1.4 Nanometer

Unit pemprosesan neural (NPU) yang dirancang Fujitsu menyasarkan nod proses yang belum digunakan dalam pengeluaran besar-besaran di mana-mana negara. Skala 1.4 nanometer ialah tahap seterusnya selepas teknologi 2 nanometer, dengan seni bina transistor get keliling (GAA) yang dijangka meningkatkan kecekapan tenaga dan ketumpatan pengiraan dengan ketara. Ketika TSMC dan Samsung bersaing untuk memulakan pengeluaran 2 nanometer, Fujitsu dan Rapidus menyasarkan untuk melangkau terus ke 1.4 nanometer khusus bagi tugas inferens AI.

Perbezaan antara cip latihan dan inferens penting dalam hal ini. Unit pemprosesan grafik (GPU) Nvidia mendominasi latihan AI, iaitu proses mengajar model bahasa besar untuk mengenali corak. Namun, inferens, iaitu penggunaan sebenar model terlatih untuk membuat ramalan atau keputusan, memerlukan seni bina yang berbeza. NPU mengendalikan pengiraan ini dengan lebih cekap berbanding GPU serba guna, khususnya untuk pengkomputeran pinggir dan aplikasi pusat data yang mementingkan penggunaan kuasa serta kependaman. NPU dioptimumkan untuk operasi pendaraban matriks yang lazim dalam rangkaian neural, sambil mengurangkan lebar jalur memori dan penggunaan kuasa berlebihan yang diperlukan GPU demi fleksibilitinya.

Fujitsu bercadang memasang NPU ini bersama unit pemprosesan pusat Monaka-X berasaskan Arm dalam satu peranti bersepadu. Monaka-X ialah evolusi cip pusat data Armv9 semasa syarikat itu, yang mempunyai 144 teras dan dibuat menggunakan proses 2 nanometer TSMC. Menjelang 2029, Fujitsu berharap dapat memindahkan pengeluaran Monaka-X ke barisan pengeluaran 1.4 nanometer Rapidus, dengan menggabungkan fungsi CPU dan NPU untuk Fugaku NEXT, iaitu pengganti superkomputer utama Jepun ketika ini. Penyepaduan ini mengurangkan pemindahan data antara cip berasingan, sekali gus mengurangkan penggunaan tenaga dan meningkatkan kelajuan pemprosesan bagi beban kerja AI. Fujitsu juga mahu menyepadukan teknologi penyulitan terus ke dalam pemproses ini untuk melindungi data sensitif semasa pemprosesan, sebagai tindak balas kepada kebimbangan yang semakin meningkat tentang kedaulatan dan keselamatan data dalam aplikasi AI.

Rapidus dan Pertaruhan Faundri Tempatan

Ditubuhkan pada 2022 dengan sokongan lapan syarikat besar Jepun termasuk Toyota, Sony dan NEC, Rapidus memikul tanggungjawab menghidupkan semula keupayaan pembuatan semikonduktor Jepun selepas merosot selama berdekad-dekad. Syarikat itu kini sedang membina kemudahan fabrikasi pertamanya, IIM-1, di Chitose, Hokkaido, dengan sasaran memulakan pengeluaran besar-besaran cip 2 nanometer pada separuh kedua tahun fiskal 2027. Kilang kedua, yang pembinaannya dirancang bermula pada 2027, akan mengendalikan pengeluaran 1.4 nanometer untuk cip AI Fujitsu.

Pencapaian teknikal setakat ini menimbulkan keyakinan yang berhati-hati. Pada Julai 2025, Rapidus mengumumkan bahawa prototaip cip GAA 2 nanometer telah bermula di kemudahan IIM-1. Baru-baru ini, syarikat itu melancarkan barisan prototaip untuk proses bahagian belakang dan membuka kemudahan Rapidus Chiplet Solutions (RCS) bagi pembungkusan termaju, yang penting untuk menyepadukan pelbagai jenis pemproses dalam satu pakej. Pusat Analisis bersebelahan faundri itu kini menyediakan keupayaan analisis fizikal, persekitaran dan kimia yang diperlukan untuk menambah baik hasil pembuatan.

Ketua Pegawai Eksekutif Atsuyoshi Koike mendedahkan pada Februari bahawa Rapidus sedang giat berbincang tentang potensi kerjasama dengan ramai bakal pelanggan yang menyasarkan aplikasi AI, robotik dan pengkomputeran pinggir.

Kami sedang berbincang secara aktif dengan lebih 60 bakal pelanggan bagi cip yang menyasarkan AI, robotik dan pengkomputeran pinggir.

IBM dan syarikat pemula reka bentuk cip Tenstorrent muncul sebagai calon utama untuk kapasiti awal 2 nanometer, manakala Fujitsu merupakan pelanggan tempatan utama yang diharapkan Tokyo dapat mengesahkan keupayaan faundri itu.

Membiayai Masa Depan

Struktur kewangan yang menyokong inisiatif ini melibatkan sektor awam dan swasta. Pertubuhan Pembangunan Teknologi Industri dan Tenaga Baharu Jepun (NEDO), yang beroperasi di bawah Kementerian Ekonomi, Perdagangan dan Industri, dijangka menanggung kira-kira dua pertiga daripada anggaran kos pembangunan awal NPU Fujitsu, iaitu 58 bilion yen ($363 juta). Program subsidi ini khusus menyasarkan pembangunan semikonduktor AI cekap tenaga yang boleh dibuat di dalam negara.

Komitmen kerajaan yang lebih luas melangkaui projek khusus Fujitsu. Menjelang Mac 2027, jumlah pelaburan awam dan swasta dalam Rapidus akan mencecah 2.6 trilion yen ($16.3 bilion), termasuk subsidi tambahan 631.5 bilion yen yang baru diluluskan. Jepun merancang untuk melabur lebih 10 trilion yen ($62.8 bilion) dalam cip dan AI menjelang tahun fiskal 2030, dengan menetapkan semikonduktor sebagai produk kritikal khusus untuk keselamatan negara. Perdana Menteri Sanae Takaichi menegaskan perlunya meningkatkan pelaburan dalam bidang yang penting bagi keselamatan negara, khususnya ketika Jepun berusaha melindungi diri daripada kejutan luaran dan risiko seperti ketegangan serantau yang kembali memuncak baru-baru ini.

Sebuah jawatankuasa luar telah memeriksa faundri Rapidus di Hokkaido dan mengesahkan kemajuan teknologinya sebelum kelulusan pembiayaan terbaharu, menandakan pakar bebas melihat laluan yang berdaya maju untuk mencapai sasaran pengeluaran bercita-cita tinggi syarikat itu.

Kerjasama Selari Fujitsu

Walaupun kerjasama dengan Rapidus menekankan kebebasan teknologi, Fujitsu tidak bergantung sepenuhnya pada keupayaan tempatan. Syarikat itu mengekalkan rangkaian kerjasama antarabangsa yang kompleks, mencerminkan cabaran praktikal untuk mencapai kedaulatan semikonduktor sepenuhnya. Pada Oktober 2025, Fujitsu mengumumkan kerjasama dengan Nvidia untuk membangunkan cip AI bagi pusat data Jepun menjelang 2030, dengan menghubungkan CPU Fujitsu dan GPU Nvidia pada substrat yang sama.

Selain itu, Fujitsu bekerjasama dengan AMD dalam inisiatif cip AI yang berasingan. CPU Monaka semasa syarikat itu bergantung pada proses 2 nanometer TSMC, menunjukkan bahawa meskipun Jepun membina pilihan tempatan, teknologi termaju masih dihasilkan di Taiwan dan hab pembuatan mapan yang lain. Pendekatan dua hala ini membolehkan Fujitsu mengekalkan daya saing sambil membangunkan keupayaan tempatan yang mungkin mengambil masa bertahun-tahun untuk matang.

Projek superkomputer Fugaku NEXT menggambarkan strategi ini. Mesin generasi baharu itu dijadualkan mula beroperasi sekitar 2030 dengan sasaran prestasi 100 kali ganda berbanding sistem Fugaku semasa, dan berkemungkinan menggabungkan pelbagai teknologi pemproses. CPU Monaka-X mungkin datang daripada barisan 1.4 nanometer Rapidus, tetapi sistem itu hampir pasti akan menyertakan GPU dan pemecut lain daripada pembekal antarabangsa untuk mencapai sasaran pengiraannya.

Membina Ekosistem Lebih Luas

Fujitsu bukan satu-satunya pelanggan Rapidus, meskipun ia yang paling menonjol dari segi cita-cita teknologi. Canon telah berjanji untuk membuat pesanan semikonduktor pemprosesan imej bagi kamera digital dan peranti pengawasan menggunakan proses 2 nanometer Rapidus, dengan pengeluaran percubaan sudah bermula. IBM Japan juga menerima sokongan NEDO untuk membangunkan cip AI cekap tenaga yang berpotensi dibuat oleh Rapidus. Sebanyak 17.5 bilion yen diperuntukkan khusus untuk projek IBM, berbanding 58.5 bilion yen untuk Fujitsu.

Ekosistem yang sedang muncul ini melangkaui kontrak pembuatan biasa. Rapidus bekerjasama dengan IBM dalam pembangunan teknologi proses 1.4 nanometer asas, dengan memanfaatkan keupayaan penyelidikan Big Blue untuk mempercepat jadual. Synopsys, syarikat utama dalam automasi reka bentuk elektronik, turut serta dalam pembangunan sensor imej Canon, menandakan Rapidus sedang membina prasarana untuk menyokong projek semikonduktor kompleks yang melibatkan pelbagai pihak.

Penumpuan kegiatan di Hokkaido membawa implikasi kepada ekonomi serantau. Pulau di utara itu menawarkan beberapa kelebihan, termasuk iklim lebih sejuk yang mengurangkan kos penyejukan kemudahan fabrikasi. Namun, kos tenaga di Jepun yang kekurangan sumber terus meningkat ketika ketidakstabilan global berlarutan. Rapidus bertaruh bahawa gabungan sokongan kerajaan, kerjasama teknikal dan kelebihan geografi mampu mengatasi cabaran struktur pembuatan di Jepun.

Bersaing dengan Gergasi Industri

Jadual yang perlu dicapai Fujitsu dan Rapidus amat mencabar. TSMC memulakan pengeluaran besar-besaran cip 2 nanometer pada 2025 dan menjalin hubungan dengan peneraju AI termasuk Nvidia dan Apple. Intel sudah memulakan pengeluaran besar-besaran pada nod 18A (kira-kira setara dengan 1.8 nanometer) dan memperkenalkan pemproses Panther Lake yang dibuat menggunakan proses termaju itu. Rapidus hanya menyasarkan pengeluaran 2 nanometer pada penghujung 2027, diikuti 1.4 nanometer sekitar 2029.

Jurang ini penting kerana pembuatan semikonduktor mendapat manfaat besar daripada kesan rangkaian. Kelebihan awal TSMC dalam pembungkusan termaju, pengalaman pengeluaran volum tinggi dan ekosistem reka bentuk yang mantap mewujudkan halangan yang sukar diatasi oleh pemain baharu. Kadar hasil, iaitu peratusan cip berfungsi yang dihasilkan daripada setiap wafer silikon, sering menentukan daya maju ekonomi. Pusat Analisis baharu dan keupayaan diagnostik Rapidus menunjukkan bahawa syarikat itu menyedari cabaran ini, namun keupayaan mencapai kadar hasil yang kompetitif pada 1.4 nanometer masih belum terbukti.

Kos tenaga turut menimbulkan cabaran. Fabrikasi semikonduktor memerlukan bekalan elektrik dan air yang sangat besar. Kekangan sumber Jepun serta peningkatan kos bahan di tengah-tengah ketidakstabilan di Timur Tengah boleh meletakkan Rapidus pada kedudukan kurang menguntungkan berbanding pesaing di wilayah yang mempunyai tenaga lebih murah atau rantaian bekalan yang mantap. Kesediaan kerajaan untuk memberi subsidi kepada kos pembangunan dan pengeluaran mencerminkan kesedaran bahawa kuasa pasaran semata-mata tidak mampu membina kapasiti pembuatan tempatan.

Inti Pati

• Fujitsu sedang membangunkan unit pemprosesan neural 1.4 nanometer untuk inferens AI, dengan pengeluaran oleh Rapidus di Hokkaido disasarkan menjelang penghujung dekad ini.
• Jepun telah komited menyalurkan jumlah pembiayaan $16.3 bilion kepada Rapidus menjelang Mac 2027, termasuk subsidi tambahan $4 bilion yang baru diluluskan khusus untuk menyokong kerja bagi Fujitsu.
• NPU itu akan disepadukan dengan CPU Monaka-X Fujitsu untuk aplikasi pusat data dan superkomputer, termasuk sistem Fugaku NEXT yang dirancang untuk 2030.
• Rapidus menyasarkan pengeluaran besar-besaran 2 nanometer bermula pada penghujung 2027, diikuti pembuatan 1.4 nanometer sekitar 2029 di kemudahan fabrikasi kedua.
• NEDO, organisasi pembangunan teknologi Jepun, membiayai kira-kira dua pertiga daripada kos pembangunan awal projek cip AI itu yang berjumlah $363 juta.
• Fujitsu mengekalkan kerjasama selari dengan Nvidia dan AMD, mengimbangi usaha mencapai kebebasan tempatan dengan akses segera kepada teknologi antarabangsa termaju.
• Canon dan IBM Japan merupakan pelanggan tambahan Rapidus, menandakan langkah awal ke arah pembentukan ekosistem semikonduktor tempatan.