La Chine et la physique pourraient bientôt briser nos rêves de puissance de calcul sans fin | Jean Naughton

jeans les années 1950, j’ai dépensé une bonne partie de mon argent de poche pour acheter un transistor. C’était un petit cylindre de métal (environ 5 mm de diamètre et 7 mm de profondeur) avec trois fils dépassant de sa base. J’en avais besoin pour une petite radio que je construisais, et l’acheter était une grosse affaire pour un garçon vivant dans l’Irlande rurale. Mes parents déconcertés ne comprenaient pas pourquoi ce gadget que leur fils tenait entre l’index et le pouce pouvait être intéressant ; et, pour être honnête, vous ne pouviez pas les blâmer.

Maintenant, avancez six décennies. Le processeur A13 qui alimente l’iPhone que j’ai utilisé pour trouver une photo de ce premier transistor a 8.5 milliard d’entre eux gravés sur un ruban de silicium pas plus gros qu’un ongle – une “puce”. La prochaine génération de ces puces aura des transistors presque aussi petits que le diamètre d’un chromosome humain.

Cette capacité à entasser de plus en plus de transistors dans un espace fini est ce qui nous a donné La loi de Moore – l’observation que le nombre de transistors dans un circuit intégré doublera tous les deux ans environ – et avec elle le fait que la puissance des ordinateurs double tous les deux ans depuis aussi longtemps que la plupart d’entre nous s’en souviennent. L’histoire de la façon dont cela s’est produit est une histoire fascinante d’ingénierie et de fabrication brillante et est brillamment racontée par Chris Miller dans son livre à succès Guerre des pucesqui devrait être une lecture obligatoire pour tous les ministres conservateurs qui rêvent de faire de la « Grande-Bretagne mondiale » une superpuissance technologique.

Mais avec cette longue série de progrès technologiques est venu la complaisance et l’orgueil. Nous en sommes arrivés à penser que si tout ce qui était nécessaire pour résoudre un problème pressant était plus de puissance de calcul, alors nous pourrions le considérer comme résolu ; pas aujourd’hui, peut-être, mais certainement demain.

Il y a au moins trois choses qui ne vont pas avec cela. La première est que bon nombre des problèmes les plus pressants de l’humanité ne peuvent être résolus par l’informatique. C’est nouveau pour la Silicon Valley, mais c’est vrai. La seconde est que la loi de Moore se heurtera bientôt aux lois de la physique. Nous arrivons au point où la partie critique d’un transistor – la “grille” à travers laquelle le courant circule – approche les 2 nanomètres (nm – un milliardième de mètre) et un atome de silicium mesure 0,2 nm de diamètre, ce qui signifie que la porte n’a qu’environ 10 atomes de silicium de large, à quel point toutes sortes de interactions maladroites entre les atomes commencent à se produire et la fabrication devient vraiment problématique.

Le troisième problème est qu’il existe deux goulots d’étranglement critiques dans la chaîne d’approvisionnement pour les puces haut de gamme sur lesquelles l’industrie technologique parie son avenir – y compris les puces Nvidia qui alimentent la plupart des systèmes d’apprentissage automatique (ou IA) tels que ChatGPT.

Le goulot d’étranglement A est survenu parce qu’il n’y a qu’une seule entreprise dans le monde – ASML aux Pays-Bas – qui peuvent rendre les machines de lithographie aux ultraviolets extrêmes capables “d’imprimer” des transistors de 2 nm sur du silicium.

Ces machines sont, comme Examen de la technologie MIT a expliqué, tout à fait quelque chose: “La taille d’un petit bus et rempli de 100 000 minuscules mécanismes coordonnés, y compris un système qui génère une longueur d’onde spécifique de lumière ultraviolette à haute énergie en faisant exploser des gouttes d’étain fondu avec un laser 50 000 fois par seconde. Il faut quatre 747 pour en expédier un à un client. Et les machines haut de gamme coûtent 350 millions de dollars.

Le goulot d’étranglement B existe parce que seule une poignée d’entreprises ont la capacité de fabriquer des puces au niveau de 2 nm, et la principale d’entre elles est de loin – TSMC – est basé à – devinez où ? – Taïwan.

Mettez ces deux goulots d’étranglement ensemble et vous avez ce qui ne peut être décrit que comme de la panique dans la direction des économies occidentales. Le monopole d’ASML n’est peut-être pas si stratégique : il s’agit, après tout, d’une entreprise européenne. Son plus gros problème est que la fabrication de ses machines est une activité délicate, compliquée et chronophage. Et selon le Financial Times il a actuellement un carnet de commandes de 40 milliards de dollars.

Mais le caractère unique de TSMC et son emplacement sur une île que le régime chinois considère comme faisant partie du continent suscitent une panique stratégique. Les États-Unis et l’UE font la course pour essayer de s’assurer qu’ils disposent d’une capacité de fabrication de puces de 2 nm dans leurs juridictions respectives. Le problème, c’est qu’on ne peut pas créer une telle capacité simplement en y injectant de l’argent. TSMC elle-même a construit une usine de fabrication en Arizona. Mais dans son discours marquant la cérémonie d’ouverture de l’établissement en décembre dernier, Morris Chang, le fondateur de l’entreprise, dit que il ne pouvait pas trouver suffisamment de travailleurs américains qualifiés pour le faire fonctionner. Il envoyait chaque nouvelle recrue américaine à Taïwan pour 18 mois de formation et importait même des ingénieurs de Taïwan pour rendre opérationnelle l’usine de l’Arizona. Espérons que tout sera opérationnel avant que Xi ne décide de “faire un Poutine” et que nous ne pourrons plus avoir de jetons avec tout.

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