پاتک اژدها به دره سیلیکون؛ چگونه چین جنگ هوش مصنوعی را به اعماق زمین کشاند؟

وقتی جنسن هوانگ با کاپشن چرمی همیشگی‌اش روی صحنه می‌رود و از هیولاهای پردازشی جدید رونمایی می‌کند، تصویری شیک و آینده‌نگرانه پیش چشم همه مجسم می‌شود. تکرار واژه‌هایی مانند «فضای ابری» و «شبکه‌های عصبی» در رویدادهایی از این دست این تصور را  ایجاد کرده‌ که دنیای هوش مصنوعی در ابرها و ورای قوانین فیزیک شناور است؛ غافل از اینکه هوش مصنوعی بیشتر از آنکه به آسمان تعلق داشته باشد، ریشه در خاک دارد؛ آن هم خاکی که هزاران کیلومتر دورتر از سیلیکون‌ولی و در اعماق معادن چین پنهان شده است.

گالیوم، ژرمانیوم و دوستان: عناصر کمیابی که دنیا را می‌چرخانند

مدل‌های هوش مصنوعی معروف روی زیرساخت‌های عظیمی اجرا می‌شوند که در آن‌ها هزاران سرور و کارت گرافیک قدرتمند شبانه‌روز درحال کارند. وقتی چت‌جی‌پی‌تی درحال پردازش درخواست شماست، صدایی شبیه به موتور جت در این سوله‌ها می‌پیچد و حرارتی تولیدی می‌شود که می‌تواند آب یک دریاچه کوچک را به جوش بیاورد. 

برای درک بهتر بد نیست بدانید شتاب‌دهنده‌هایی مثل انویدیا H100 یا B200 به ۷۰۰ تا ۱۰۰۰ وات توان نیاز دارند؛ یعنی هر تراشه تقریباً به اندازه یک بخاری برقی کوچک تا متوسط برق مصرف می‌کند و همین مقدار گرما هم تولید می‌کند.

سیلیکون سال‌ها پادشاه بلامنازع نیمه‌هادی‌ها بود، اما در برابر فرکانس‌های جنون‌آمیز و حرارت بالای سخت‌افزارهای جدید کم آورده است. مشکل سیلیکون در مفهومی به نام «شکاف باند» (Bandgap) نهفته است. ترانزیستورها آن‌قدر کوچک شده‌اند که دچار پدیده «تونل‌زنی کوانتومی» می‌شوند؛ به این معنی که الکترون‌ها به‌خاطر باریکی بیش‌ازحد مسیر، از میان موانع فرار کرده و باعث خطای محاسباتی و داغی بیش‌ازحد مدار می‌شوند.

برای حل این مشکل مهندسان دست به دامن گروهی از عناصر مثل «گالیوم»، «نئودیمیوم» و «ژرمانیوم» شده‌اند که به آن‌ها «خاک‌های‌ کمیاب» می‌گویند. گالیوم یک ویژگی فیزیکی دیوانه‌وار دارد و نقطه ذوب آن حدود ۲۹ درجه سانتی‌گراد است. یعنی اگر یک تکه گالیوم را در کف دستتان بگیرید، مثل جیوه و شبیه به ربات T-1000 در فیلم ترمیناتور، به یک مایع نقره‌ای تبدیل می‌شود و از لای انگشتانتان می‌چکد. 

همین فلزی که با حرارت بدن انسان ذوب می‌شود، وقتی در ساختار شبکه بلوری با نیتروژن ترکیب می‌شود (نیترید گالیوم یا GaN)، چنان حرارتی را در تراشه‌های گرافیکی یا فست‌شارژرهای کوچک تحمل می‌کند که سیلیکون در برابر آن شبیه یک شوخی است.

ژرمانیوم هم برای ساخت ترانزیستورهای فوق‌سریع و فرستنده‌های نوری حیاتی است که سرورها را به هم متصل می‌کنند. از طرفی نئودیمیوم برای ساخت آهنرباهای فوق‌قوی در موتورهای هارد دیسک‌ها و پمپ‌های خنک‌کننده دیتاسنترها استفاده می‌شوند.

چین کنترل بیش از ۸۰ درصد زنجیره تأمین این مواد را در دست دارد. از استخراج کلوخه گرفته تا خالص‌سازی و تبدیل آن‌ها به ویفرهای قابل استفاده در صنعت لیتوگرافی، همه در انحصار اژدهای سرخ است.

چاهی که غرب برای خودش کند

خاک‌های کمیاب در پوسته زمین نادر نیستند؛ اما مشکل در فرایند استخراج و خالص‌سازی آنهاست که به اصطلاح شیمی کثیفی دارد. جداسازی و فرآوری این عناصر به شدت پرخطر است و حلال‌های اسیدی و پساب‌های رادیواکتیو تولید می‌کند.

کشورهای غربی در دهه‌های گذشته، برای اینکه محیط زیست خودشان را شاداب نگه دارند، زحمت این کار را با کمال میل به چین سپردند. چینی‌ها هم در مناطقی مانند «بائوتو» زیرساخت‌های عظیمی ساختند و حالا بیش از ۸۵ درصد ظرفیت فرآوری این خاک‌ها را در اختیار دارند.

برای مثال معدن «مانتین پس» در کالیفرنیا یکی از بزرگ‌ترین ذخایر خاک‌های کمیاب در خارج از چین است. اما آمریکا فناوری خالص‌سازی کامل این خاک را ندارد؛ بنابراین خاک و سنگ این معدن را سوار کشتی می‌کنند و به چین می‌فرستند تا آنجا فرآوری شود. سپس همان ماده تصفیه‌شده را با قیمت بالاتر برای ساخت سلاح و قطعات الکترونیک از چین می‌خرند.

به زبان ساد‌ه‌تر غرب برای فرار از آلودگی، زنجیره تأمین فناوری را دودستی تقدیم چین کرد و حالا در چاهی افتاده که با دست‌های خودش کنده بود.

شطرنج بی‌رحمانه: وقتی خاک تبدیل به اسلحه می‌شود

دنیا همیشه بر سر منابع درحال جنگ بوده؛ روزگاری بر سر طلا، زمانی بر سر نفت و حالا هم نوبت به یک «جنگ سرد تکنولوژیک» بین شرق و غرب دنیا رسیده است. ایالات متحده می‌داند هوش مصنوعی برنده اقتصاد و قدرت نظامی دهه‌های آینده را تعیین می‌کند؛ به همین خاطر تصمیم گرفت ترمز پیشرفت چین را بکشد.

وزارت بازرگانی آمریکا صادرات تراشه‌هایی که قدرت پردازش تانسوری بالایی دارند (مثل A100 و H100) و دستگاه‌های بی‌نهایت پیچیده لیتوگرافی فرابنفش (EUV) شرکت هلندی ASML را به چین ممنوع کرد. استدلالشان این بود که ما ابزار خلق معجزه را به شما نمی‌دهیم.

البته این تحریم‌ها به‌طور کامل هم کارساز نبوده است. پس از تحریم‌های آمریکا، خرید و فروش تراشه‌های فوق‌پیشرفته انویدیا (مثل H100) در چین ممنوع شد. اما اگر به بازار الکترونیک «هواچیانگ‌‌بی» در شنژن سر بزنید، می‌بینید که این تراشه‌های ۴۰ هزار دلاری، به‌صورت زیرزمینی و با چمدان‌های مسافرتی از سنگاپور، تایوان و حتی خاورمیانه وارد چین می‌شوند.

واکنش چین به تحریم‌ها چه بود؟

در سمت مقابل چین جواب تحریم‌ها را جایی داد که غرب انتظارش را نداشت: در اعماق زمین. پکن به‌جای تهدیدهای پرسروصدا، در یک اقدام متقابل و استراتژیک صادرات گالیوم، ژرمانیوم و فناوری فرآوری خاک‌های کمیاب را محدود کرد.

پیام آن‌ها روشن بود: اسباب‌بازی‌های میلیون دلاری را برای خودتان نگه دارید چون بدون خاک‌های اسیدی و فرآوری ما مشتی آهن‌پاره بیشتر نیستند. چین با این حرکت و بدون شلیک حتی یک گلوله توسعه سرورهای هوش مصنوعی و دیگر پروژه‌های پیشرفته را با تهدیدی ملموس مواجه کرد.

از طرفی وقتی آمریکا جلوی ورود تراشه‌های یکپارچه و فوق‌سریع را به چین گرفت، مهندسان چینی بیکار ننشستند. آن‌ها استراتژی لگوسازی یا «چیپلت» را با قدرت پیش بردند. در این روش به‌جای اینکه یک تراشه غول‌پیکر و بی‌نقص بسازند (که دستگاه‌های تحریم‌شده برای تولیدش را ندارند)، چندین تراشه کوچک‌تر و نسل قبل را با روش‌های پیشرفته بسته‌بندی سه‌بعدی (Advanced Packaging)، به هم وصل می‌کنند تا قدرت نهایی به تراشه‌های تحریمی نزدیک شود.

ترکش‌های این جنگ به چه کسی می‌خورد؟

شاید با خودتان بگویید دعوای آمریکا و چین بر سر هوش مصنوعی چه ربطی به من دارد که آخر شب‌ها می‌خواهم چند ساعت بازی کنم؟ محدودیت منابع معدنی و انحصارطلبی در بازار، دومینویی را به حرکت درمی‌آورد که آخرین مهره آن، مصرف‌کننده نهایی یعنی من و شما هستیم.

افزایش قیمت محصولات

اولین اثر این کشمکش افزایش هزینه تولید است. وقتی مواد اولیه در بازار نایاب می‌شود، شرکتی مثل TSMC مجبور است مواد اولیه را با قیمت‌های نجومی تهیه کند. این هزینه اضافی از جیب کاربری پرداخت می‌شود که نسل جدید کارت گرافیک یا پردازنده را می‌خرد.

البته نباید فکر کنید این جنگ فقط درباره قطعات کامپیوتری است. همین شارژرهای کوچک ۶۵ واتی فست‌شارژ (GaN) که روزانه استفاده می‌کنیم، وابسته به نیترید گالیوم چین هستند. آهن‌رباهای نئودیمیومی که در درایور هندزفری‌ها به کار می‌روند، از همین خاک‌ها می‌آیند.

بازگشت به روزهای کمبود قطعات

خاطره تلخ دوران کرونا و اوج‌گیری تب استخراج ارزهای دیجیتال را یادتان هست؟ روزهایی که پیدا کردن کارت گرافیک میان‌رده شبیه به پیدا کردن سوزن در انبار کاه بود. محدودیت صادراتی چین می‌تواند آن سناریو را تکرار کند. اگر تولید ترانسیورهای نوری یا قطعات مدیریت توان (PMIC) کُند شود، خط مونتاژ می‌خوابد.

در این شرایط شرکت‌ها اولویت تولید را به تراشه‌های پرسودتر دیتاسنترها و هوش مصنوعی می‌دهند و بازار مصرف خانگی (گیمرها، تدوین‌گرها، طراحان) به حال خودش رها می‌شود.

افزایش چندبرابری قیمت در بازار ایران

اگر قیمت یک کارت گرافیک در دنیا ۲۰ درصد گران شود، در ویترین فروشگاه‌های تهران با یک ضریب چندبرابری روبه‌رو خواهید شد. دلیلش هم این است که دست‌به‌دست شدن کالا میان واسطه‌ها و هزینه دور زدن تحریم‌ها قیمت را بالا می‌برد. 

از طرفی کمبود کالا جو روانی و حباب ایجاد می‌کند و فروشندگان داخلی به‌خاطر ترس از تورم، کالا را گران‌تر می‌فروشند. نتیجه‌‌اش افزایش قیمت بعضی مدل‌های کارت گرافیک تا صدها میلیون است که امروز شاهدش هستیم.

کاهش سرعت نوآوری

وقتی غول‌های تکنولوژی به‌جای تمرکز روی معماری‌های جدید و نوآوری در طراحی، نگران تأمین مواد اولیه و زنجیره تأمین خود باشند، سرعت پیشرفت تکنولوژی کند می‌شود. مهندسان به‌جای اینکه سرگرم طراحی نسل بعدی ترانزیستورها شوند، باید به این فکر کنند که چطور وابستگی خود را به عناصری که در دسترس نیستند کاهش دهند؛ روندی که زمان‌بر، پرهزینه و فرسایشی است.

راه فراری برای غرب وجود دارد؟

ایالات متحده، اروپا و متحدانشان به شدت درحال تکاپو هستند تا زنجیره تأمین خود را از زیر سایه چین خارج کنند. آن‌ها به‌دنبال کشف معادن جدید در آفریقا، استرالیا، آمریکای جنوبی و حتی پروژه‌های جاه‌طلبانه‌ای برای استخراج از کف اقیانوس‌ها هستند.

همچنین میلیاردها دلار بودجه برای توسعه روش‌های جایگزین، بازیافت قطعات الکترونیکی قدیمی و ابداع متریال‌های مصنوعی که نیازی به خاک‌های کمیاب نداشته باشند، تزریق شده است. اما مشکل اساسی در این بین چیزی نیست جز «زمان».

راه‌اندازی معادن جدید، ساخت تأسیسات فرآوری، ایجاد خطوط شیمیایی تصفیه بدون آلایندگی فاجعه‌بار و رسیدن به مقیاس اقتصادی بین ۷ تا ۱۵ سال زمان می‌برد. علاوه‌بر زمان، چین در طول سه دهه گذشته متالورژیست‌ها، تکنسین‌ها و شبکه لجستیکی ساخته که بازتولید آن در غرب نیازمند صدها میلیارد دلار سرمایه‌گذاری سنگین است؛ آن هم در کشورهایی که قوانین سفت‌وسخت محیط‌زیستی اجازه راه‌اندازی آسان چنین کارخانه‌های آلاینده‌ای را نمی‌دهد.

در دنیای تکنولوژی ۱۵ سال معادل یک قرن است. تا وقتی معادن جدید به بهره‌برداری برسند، هوش مصنوعی مسیرهای تازه‌ای را طی کرده، نسل‌های جدیدی از سخت‌افزارها معرفی شده‌اند و شرکت‌های چینی با فراغ بال از ذخایر خود برای توسعه‌ فناوری‌های بومی‌شان استفاده کرده‌اند.

در آخر

تضاد عجیب و جالبی که امروز در دنیای تکنولوژی می‌بینیم این است که ما درحال ساختن ذهنی مصنوعی هستیم که می‌تواند پیچیده‌ترین مسائل کوانتومی را حل کند، شعر بگوید و استراتژی‌های کلان بچیند. اما حیات همین ذهن درخشان، به کارگرانی وابسته است که در دل معادن تاریک، با لباس‌های خاکی و دست‌های پینه بسته، سنگ‌هایی را استخراج می‌کنند که نامشان را حتی نمی‌توانیم به درستی تلفظ کنیم. فضای ابری، بیشتر از آنکه به آسمان تعلق داشته باشد، ریشه در خاک دارد.