Kejayaan Cip Fotonik China: Mengharungi Sekatan AS dan Membentuk Masa Depan Teknologi Kuantum

Kandungan

1. Pencapaian Cip Fotonik China: Era Baharu dalam Inovasi Semikonduktor
2. Apakah Cip Fotonik dan Mengapa Ia Penting?
3. Pengeluaran Cip Fotonik China: Inisiatif CHIPX
4. Kawalan Eksport AS: Pemangkin Dorongan Semikonduktor China
5. Makmal Tajaan Negara dan Barisan Pengeluaran Perintis: Tindak Balas Strategik China
6. Strategi Semikonduktor China yang Lebih Luas: Daripada R&D kepada Pembangunan Bakat
7. Inovasi dalam Reka Bentuk Cip: Peranan Kecerdasan Buatan
8. Cabaran dan Batasan: Perjalanan Cip Fotonik China
9. Pandangan Pakar: Inovasi di Tengah Tekanan Strategik
10. Implikasi Lebih Luas: Persaingan Global untuk Menerajui Kuantum dan AI
11. Kesimpulan

Pencapaian Cip Fotonik China: Era Baharu dalam Inovasi Semikonduktor

China mencatat pencapaian penting dalam usaha mencapai kebergantungan teknologi pada keupayaan sendiri dengan pelancaran pengeluaran cip fotonik berskala besar oleh sebuah institut yang bernaung di bawah Universiti Jiao Tong Shanghai. Perkembangan ini, yang berpusat di Hab Cip untuk Penerokaan Fotonik Bersepadu (CHIPX) di Wuxi, wilayah Jiangsu, menandakan kemajuan besar bagi sektor semikonduktor China, khususnya ketika kawalan eksport AS semakin diperketat. Langkah ini bukan sahaja memperkukuh cita-cita China dalam pengkomputeran kuantum dan komunikasi optik berkelajuan tinggi, malah turut menyerlahkan strategi lebih luas negara itu untuk mengatasi sekatan teknologi asing dan memupuk inovasi tempatan.

Apakah Cip Fotonik dan Mengapa Ia Penting?

Cip fotonik, juga dikenali sebagai litar bersepadu fotonik, membawa perubahan besar dalam cara maklumat diproses dan dihantar. Tidak seperti cip elektronik tradisional yang menggunakan elektron, cip fotonik memanfaatkan zarah cahaya (foton) untuk membawa data. Perbezaan asas ini menawarkan beberapa kelebihan:

• Kelajuan: Cahaya bergerak lebih pantas daripada elektrik, sekali gus membolehkan kadar penghantaran data yang jauh lebih tinggi.
• Kecekapan Tenaga: Cip fotonik menghasilkan kurang haba dan menggunakan kurang kuasa, menjadikannya sesuai untuk pusat data dan pengkomputeran berprestasi tinggi.
• Lebar Jalur: Cip ini boleh mengendalikan jumlah data yang sangat besar secara serentak, sesuatu yang penting bagi rangkaian generasi akan datang seperti 5G dan 6G.

Aplikasi cip fotonik merangkumi pelbagai bidang, termasuk pengkomputeran kuantum, komunikasi data, kenderaan autonomi, teknologi bioperubatan, pertahanan dan aeroangkasa. Keupayaannya memproses dan menghantar maklumat pada kelajuan yang belum pernah dicapai menjadikannya asas bagi teknologi masa depan.

Pengeluaran Cip Fotonik China: Inisiatif CHIPX

Kemudahan CHIPX di Wuxi mula beroperasi pada September 2023 dan pantas mendapat pengiktirafan sebagai “platform perintis utama negara” daripada Kementerian Perindustrian dan Teknologi Maklumat China. Institut itu kini menghasilkan wafer cip fotonik litium niobat filem nipis bersaiz 6 inci, dengan kapasiti tahunan sebanyak 12,000 wafer, yang setiap satunya menghasilkan kira-kira 350 cip. Skala pengeluaran ini merupakan yang pertama di China dan meletakkan CHIPX sebagai peneraju dalam pembuatan cip fotonik domestik. Jin Xianmin, pengarah CHIPX, menegaskan kepentingan strategik projek itu dengan menyatakan bahawa barisan pengeluaran bersepadu tersebut menggabungkan penyelidikan dan pembangunan, pengesahan proses serta pembuatan berskala besar. Beliau menyifatkan pencapaian itu sebagai “peningkatan lanjut keupayaan berdikari China dan daya saing globalnya dalam teknologi kuantum.” Platform ini bukan sahaja direka untuk pembuatan, malah turut berkongsi kepakaran reka bentuk dan pemprosesan dengan rakan industri. Pendekatan kerjasama ini bertujuan mempercepat penggunaan komersial cip fotonik merentas sektor seperti 5G, 6G, pusat data kecerdasan buatan (AI) dan rangkaian pengkomputeran kuantum. Selain itu, inisiatif ini dijangka menyokong cita-cita Wuxi untuk menjadi hab pembangunan AI serta menangani kekangan kuasa pengkomputeran.

Kawalan Eksport AS: Pemangkin Dorongan Semikonduktor China

Latar kepada kejayaan cip fotonik China ialah landskap kawalan eksport AS yang berubah pantas, dengan sasaran terhadap semikonduktor termaju dan peralatan pembuatan cip. Sejak 2018, AS telah menyenaraihitamkan firma teknologi utama China, termasuk Huawei, Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC) dan beberapa yang lain, dalam senarai sekatan perdagangan, sekali gus mengehadkan akses mereka kepada teknologi asing yang kritikal. Langkah ini diperluas semasa pentadbiran Trump dan Biden, dengan beberapa pusingan kawalan eksport dan tarif baharu yang bukan sahaja menjejaskan syarikat, malah institusi penyelidikan dan universiti. Sekatan ini memaksa China mempercepat pelaburan dalam teknologi alternatif seperti semikonduktor sebatian, fotonik dan pengkomputeran kuantum. Kerajaan bertindak dengan menggalakkan kerjasama lebih erat merentas rantaian bekalan, meningkatkan perbelanjaan penyelidikan dan pembangunan (R&D), serta menggalakkan penubuhan barisan pengeluaran perintis dan pusat penyelidikan di seluruh negara.

Makmal Tajaan Negara dan Barisan Pengeluaran Perintis: Tindak Balas Strategik China

Pengeluar cip dan peralatan China, yang ramai daripadanya disenaraihitamkan oleh AS, semakin bergantung pada makmal tajaan negara dan barisan pengeluaran perintis yang bernaung di bawah universiti untuk meneruskan usaha pembangunan mereka. Kemudahan di bandar seperti Wuhan, Wuxi dan Ningbo menyediakan perkhidmatan penting bagi pengeluaran percubaan dan pengesahan, dan lazimnya mempunyai akses yang lebih fleksibel kepada teknologi luar negara berbanding entiti komersial. Sebagai contoh, Hubei Yangtze Memory Labs di Wuhan membolehkan jurutera dari Yangtze Memory Technologies (YMTC) mengesahkan reka bentuk cip baharu sebelum pengeluaran besar-besaran. Begitu juga, JFS Laboratory di Wuhan mengkhusus dalam semikonduktor sebatian dan fotonik silikon, serta menarik bakat saintifik terkemuka dari seluruh dunia. Makmal ini memainkan peranan penting dalam menilai prestasi peralatan, mengesahkan bahan baharu dan menyokong pembangunan teknologi generasi akan datang.

Strategi Semikonduktor China yang Lebih Luas: Daripada R&D kepada Pembangunan Bakat

Pendekatan China untuk mengatasi sekatan AS merangkumi pelbagai aspek. Selain meningkatkan kapasiti pengeluaran, negara itu melabur besar dalam penyelidikan dan pembangunan, pembinaan bakat serta pewujudan kelompok industri. Menurut Biro Statistik Kebangsaan, perbelanjaan R&D China mencecah lebih 3.3 trilion yuan renminbi (AS$458 bilion) pada 2023, hampir dua kali ganda berbanding paras pada 2017. Lonjakan pelaburan ini seiring dengan penubuhan banyak sekolah semikonduktor baharu di universiti terkemuka, termasuk Universiti Jiao Tong Shanghai, Universiti Aeronautik dan Astronautik Nanjing serta institusi lain. Inisiatif pendidikan ini bertujuan meluaskan akses kepada teknologi asas dan membentuk generasi baharu bakat tempatan. Bidang pengkhususan program ini merangkumi reka bentuk automasi elektronik, peralatan pengeluaran cip dan pembuatan cip termaju, semuanya bagi mengurangkan kebergantungan pada kepakaran asing.

Inovasi dalam Reka Bentuk Cip: Peranan Kecerdasan Buatan

Selain kemajuan perkakasan, China turut mencatat kemajuan dalam automasi reka bentuk cip. Akademi Sains China (CAS) baru-baru ini memperkenalkan QiMeng, sistem reka bentuk cip berteraskan AI yang mampu mengautomasikan keseluruhan proses reka bentuk litar bersepadu. QiMeng memanfaatkan model bahasa besar untuk menandingi prestasi dan kecekapan cip yang direka oleh pakar manusia, sekali gus mengurangkan masa dan kos pembangunan dengan ketara. Inovasi ini tepat pada masanya ketika AS menekan pembekal utama perisian automasi reka bentuk elektronik (EDA) supaya menghentikan jualan ke China, sekali gus menyukarkan lagi akses kepada alat reka bentuk penting. Dengan membangunkan alternatif domestik seperti QiMeng, China berhasrat mengekalkan momentum inovasi semikonduktor meskipun berdepan kekangan luaran.

Cabaran dan Batasan: Perjalanan Cip Fotonik China

Di sebalik kemajuan ini, industri cip fotonik China masih berdepan halangan besar. Menurut laporan perunding China, AskCI, pasaran cip fotonik di China diunjurkan mencecah kira-kira 15.2 bilion yuan (AS$2.1 bilion) pada 2024, meningkat daripada 13.8 bilion yuan pada 2023. Namun, kadar penyetempatan rantaian bekalan bagi sesetengah cip fotonik termaju kekal di bawah 5 peratus, menunjukkan kebergantungan tinggi pada bahan dan peralatan import bagi komponen kritikal tertentu. Selain itu, walaupun institusi penyelidikan dan universiti lazimnya tertakluk pada sekatan perdagangan yang lebih longgar, institusi ini tidak terkecuali daripada ketegangan politik. AS telah menyenaraikan beberapa universiti terkemuka China dalam Senarai Entiti, yang mewajibkan semakan lebih ketat bagi eksport dan kerjasama. Eropah juga mula meneliti perkongsian penyelidikan dengan China dengan lebih dekat, sekali gus menimbulkan kebimbangan mengenai keselamatan penyelidikan dan pemindahan teknologi.

Pandangan Pakar: Inovasi di Tengah Tekanan Strategik

Pakar industri mengingatkan agar keupayaan inovasi China tidak dipandang rendah, meskipun sistem yang diterajui negara itu berdepan ketidakcekapan dan kapasiti berlebihan. Stephen Ezell, naib presiden dasar inovasi global di Yayasan Teknologi Maklumat dan Inovasi, berkata:

Dalam semua sektor dan dari segi jumlah perbelanjaan keseluruhan, China [telah] menghampiri AS dalam perbelanjaan R&D. Jika China terus melabur besar dan AS berdepan kekangan belanjawan, China sememangnya berpotensi mengatasi AS.

Mathieu Duchatel, pengarah kajian antarabangsa di Institut Montaigne, menambah bahawa tekanan strategik hebat daripada AS dan sekutunya merupakan pemangkin penting bagi dorongan inovasi China:

Orang ramai tidak seharusnya memandang rendah keupayaan China untuk berinovasi hanya kerana ketidakcekapan dalam sistemnya yang diterajui negara. Tekanan strategik hebat terhadap China daripada AS dan sekutunya juga merupakan pemangkin yang penting.

Implikasi Lebih Luas: Persaingan Global untuk Menerajui Kuantum dan AI

Kejayaan pengeluaran besar-besaran cip fotonik di China membawa implikasi besar terhadap landskap teknologi global. Cip fotonik penting bagi pembangunan komputer kuantum, yang dijangka merevolusikan bidang daripada kriptografi hingga penemuan ubat. Cip ini juga penting bagi pusat data AI generasi akan datang, kerana membolehkan pemprosesan set data besar dengan lebih pantas dan cekap. Kemajuan China dalam bidang ini mencabar dominasi tradisional gergasi semikonduktor Barat dan Asia Timur seperti TSMC dan Samsung. Walaupun firma China masih ketinggalan dalam sesetengah proses pembuatan termaju, kemajuan pesat mereka dalam fotonik, reka bentuk cip berteraskan AI dan bahan semikonduktor alternatif menunjukkan jurang teknologi semakin mengecil. Pada masa yang sama, rantaian bekalan semikonduktor global kekal saling berkait rapat. Walaupun China berusaha mencapai sara diri, negara itu masih bergantung pada peralatan dan bahan import untuk beberapa aspek pengeluaran cip. Ketegangan geopolitik dan kawalan eksport yang berterusan berkemungkinan membentuk perkembangan industri ini untuk tahun-tahun mendatang, dengan risiko dan peluang inovasi bagi semua pihak.

Kesimpulan

• China melancarkan pengeluaran cip fotonik berskala besar di kemudahan CHIPX di Wuxi, menandakan pencapaian penting bagi sektor semikonduktornya.
• Cip fotonik menggunakan cahaya untuk memproses dan menghantar maklumat, serta menawarkan kelebihan dari segi kelajuan, kecekapan tenaga dan lebar jalur berbanding cip elektronik tradisional.
• Kejayaan ini dicapai ketika kawalan eksport AS semakin ketat, yang mendorong China melabur besar dalam teknologi alternatif, R&D dan pembangunan bakat.
• Makmal tajaan negara dan barisan pengeluaran perintis yang bernaung di bawah universiti memainkan peranan penting dalam menyokong inovasi cip domestik dan mengatasi sekatan teknologi asing.
• China masih berdepan cabaran, termasuk kadar penyetempatan yang rendah bagi rantaian bekalan cip fotonik termaju serta penelitian lebih ketat daripada AS dan Eropah.
• Inovasi seperti sistem reka bentuk cip QiMeng berteraskan AI menunjukkan komitmen China untuk mengurangkan kebergantungan pada teknologi asing dan mempercepat pembangunan semikonduktor.
• Persaingan global untuk menerajui pengkomputeran kuantum dan AI semakin sengit, dengan kemajuan China dalam cip fotonik membentuk semula landskap persaingan.