The following statement is utterly ludicrous. It is also true. The world's most important advanced technology is nearly all produced in a single facility. What's more, that facility is located in one of the most geopolitically fraught areas on Earth, an area in which many analysts believe that war is inevitable within the decade. The future of artificial intelligence hangs in the balance.
Câu nói sau đây nghe rất vô lý. Và cũng đúng. Công nghệ tiên tiến quan trọng bậc nhất thế giới gần như được sản xuất ở duy nhất một nhà máy. Hơn nữa, nhà máy đó nằm ở một trong những khu vực dễ xảy ra xung đột địa chính trị nhất Trái Đất, và nhiều nhà phân tích tin rằng nơi đây sẽ xảy ra chiến tranh trong thập kỷ này. Tương lai của trí tuệ nhân tạo đang vô định.
The Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, or TSMC, makes all of the world's most-advanced AI chips. This includes Nvidia's GPUs, Google's TPUs, AMD's GPUs, the AI chips for Microsoft, Amazon, Tesla, Cerebrus, SambaNova and every other credible competitor. Modern artificial intelligence simply would not be possible without these highly specialized chips. Little wonder, then, that Time magazine recently described TSMC as, "The world's most important company that you've probably never heard of." Nvidia CEO Jensen Huang put it more colorfully, saying, “Basically, there is air ... and TSMC.”
Công ty sản xuất chế tạo chất bán dẫn Đài Loan, gọi tắt là TSMC, sản xuất tất cả các chip AI tiên tiến nhất thế giới. Bao gồm GPU của Nvidia, TPU của Google, GPU của AMD, chip AI của Microsoft, Amazon, Tesla, Cerebrus, SambaNova và mọi đối thủ tầm cỡ khác. Trí tuệ nhân tạo hiện đại sẽ đơn giản là không khả thi, nếu không có những con chip chuyên dụng này. Do đó, không có gì ngạc nhiên khi tạp chí Time gần đây đã gọi TSMC là “Công ty quan trọng nhất thế giới mà có lẽ bạn chưa bao giờ nghe đến”. CEO của Nvidia, Jensen Huang, nói theo kiểu bông đùa, rằng: “Về cơ bản, chỉ có không khí... và TSMC.”
(Laughter)
(Tiếng cười)
TSMC's chip fabrication facilities, or fabs, the buildings where chips are physically built, is located on the western coast of Taiwan, a mere 110 miles from mainland China. In this map, Taiwan is shown in orange and China is shown in green. Today, China and Taiwan are nearer to the brink of war than they have been in decades. Many policymakers in Washington predict that China will invade Taiwan within the next five years. A China-Taiwan conflict would be devastating for many reasons. Aside from the heavy human toll, one underappreciated consequence is that it would paralyze the global AI ecosystem. Put simply, the entire field of artificial intelligence faces an astonishingly precarious single point of failure in Taiwan.
Các cơ sở chế tạo chip của TSMC, hay các “fab”, nơi chip được chế tạo vật lý, nằm ở bờ biển phía tây của Đài Loan, cách Trung Quốc đại lục chỉ 110 dặm (~177km). Trên bản đồ này, Đài Loan là vùng màu cam, và Trung Quốc là vùng màu lục. Ngày nay, khả năng xảy ra chiến tranh giữa Trung Quốc và Đài Loan đang cao nhất trong vài thập kỷ trở lại đây. Nhiều nhà hoạch định chính sách ở Washington dự đoán rằng Trung Quốc sẽ xâm lược Đài Loan trong 5 năm tới. Cuộc xung đột giữa Trung Quốc-Đài Loan sẽ tàn khốc vì nhiều lý do. Bên cạnh thiệt hại con người nặng nề, một hậu quả bị xem nhẹ là nó sẽ làm tê liệt hệ sinh thái AI toàn cầu. Đơn giản hơn, toàn bộ ngành trí tuệ nhân tạo sẽ phải đối mặt một điểm thất bại bấp bênh đến kinh ngạc ở Đài Loan.
Amid all of the fervor around AI today, this fact is not widely enough appreciated. If you are working on or are interested in AI, you need to be paying attention. How did we get here and what can we do about it?
So với các mối quan tâm đến AI ngày nay thì sự thật này đang bị xem nhẹ. Nếu bạn đang làm việc với hoặc quan tâm đến AI, bạn nên chú ý. Làm sao chúng ta đến được đây và chúng ta có thể làm gì?
Let's start with a brief, whirlwind overview of the chip industry. Semiconductors, or chips, are the most complex object in the world that humanity knows how to mass-produce. Making semiconductors requires the world's purest metals, the world's most expensive machinery, legions of highly specialized engineers and atom-level manufacturing precision.
Ta bắt đầu với một cái nhìn tổng quan về ngành công nghiệp bán dẫn. Thiết bị bán dẫn, hay chip, là vật thể phức tạp nhất trên thế giới mà con người biết cách sản xuất hàng loạt. Sản xuất chip đòi hỏi những kim loại tinh khiết nhất, những máy móc đắt tiền nhất, những đội ngũ kỹ sư chuyên môn cao và độ chính xác ở cấp độ nguyên tử.
It is important to distinguish between two different types of chip companies. First, fabless chip makers, which design but do not manufacture their own chips. And second, foundries, which manufacture chips designed by other companies. Almost every well-known chip company today is fabless, from Nvidia to AMD to Qualcomm. These companies do not produce their own chips. Instead, they design chips, and then they rely on foundries like TSMC to actually manufacture those chips for them. There are only three companies in the world today that are capable of manufacturing chips anywhere near the leading edge of semiconductor technology: TSMC, Samsung and Intel. Of those three, only one can reliably produce the world's most advanced AI chips, including chips like Nvidia's H100 GPUs. That one company is TSMC.
Ta cần phân biệt giữa hai loại công ty chip khác nhau. Đầu tiên, các công ty “fabless”. Họ thiết kế nhưng không sản xuất chip của mình. Và thứ hai, các nhà máy sản xuất chip được thiết kế bởi các công ty khác. Hầu như mọi công ty chip có tiếng ngày nay đều là “fabless” từ Nvidia đến AMD đến Qualcomm. Các công ty này không sản xuất chip của riêng họ. Thay vào đó, họ thiết kế chip, và nhờ các nhà máy như TSMC để thực sự sản xuất những con chip đó cho họ. Hiện nay, trên thế giới chỉ có ba công ty có khả năng sản xuất chip tiệm cận đỉnh cao của ngành công nghệ bán dẫn: TSMC, Samsung và Intel. Trong số đó, chỉ có một công ty có thể tự tin sản xuất các chip AI tiên tiến nhất thế giới, ví dụ như GPU H100 của Nvidia. Công ty duy nhất đó là TSMC.
As of this morning, TSMC's market capitalization was 470 billion dollars, making it the 13th-largest company in the world, larger than ExxonMobil, JPMorgan Chase or Walmart. How has TSMC become such a dominant force? The short answer is that powerful economies of scale exist in the world of chip fabrication, leading inexorably to winner-take-all dynamics. Making advanced semiconductors requires tremendous upfront and ongoing capital expenditure. In 2021, TSMC announced that it would invest 100 billion dollars over the next three years to continue expanding its fabrication capabilities. No other company in the world can justify that level of investment. TSMC can, because of the sheer volume of chips that it produces, far more than any other company in the world.
Tính đến sáng nay, vốn hóa thị trường của TSMC là 470 tỷ đô la. Con số này đưa TSMC thành công ty lớn thứ 13 trên thế giới, lớn hơn ExxonMobil, JPMorgan Chase hay Walmart. Làm thế nào mà TSMC có quy mô tầm cỡ đến vậy? Câu trả lời ngắn gọn là tính kinh tế quy mô trong ngành sản xuất chip đã tạo nên một thị trường mà “người thắng lấy hết”. Sản xuất các chất bán dẫn cao cấp yêu cầu lượng vốn ban đầu rất lớn và xuyên suốt. Vào năm 2021, TSMC thông báo rằng sẽ đầu tư 100 tỷ đô la trong ba năm tới để tiếp tục mở rộng khả năng sản xuất của mình. Không một công ty nào khác trên thế giới có thể giải thích cho mức đầu tư này. TSMC thì có, vì khối lượng chip khổng lồ mà nó sản xuất đã bỏ xa bất kỳ công ty nào khác trên thế giới.
A related dynamic that helps explain TSMC's unassailable position is what has come to be known as the TSMC Grand Alliance. TSMC has invested heavily over decades to develop deep partnerships with dozens of companies across the semiconductor supply chain, from software providers like Cadence to equipment manufacturers like ASML to chip designers like Nvidia. In turn, these companies have developed their own products in accordance with TSMC's road map, leading to powerful lock-in. In summary, a combination of economies of scale, network effects, and unrivaled specialization have made TSMC irreplaceable and have made the entire world deeply, precariously dependent upon it.
Một động lực liên quan giải thích cho vị trí bất bại của TSMC được biết đến với cái tên TSMC Grand Alliance. TSMC đã đầu tư mạnh qua nhiều thập kỷ để phát triển quan hệ đối tác với hàng chục công ty trong chuỗi cung ứng chất bán dẫn, từ các nhà cung cấp phần mềm như Cadence, công ty sản xuất thiết bị như ASML đến các công ty thiết kế chip như Nvidia. Đổi lại, các công ty này phát triển các sản phẩm của mình theo lộ trình của TSMC, dẫn đến sự khóa chặt mạnh mẽ. Tóm lại, sự kết hợp giữa tính kinh tế quy mô, mạng lưới quan hệ và sự chuyên môn hóa vô song đã khiến TSMC không thể thay thế và khiến toàn thế giới phụ thuộc sâu sắc, bấp bênh vào nó.
This brings us to the present, delicate geopolitical moment. Last October, the Biden administration took the dramatic step of banning the export of all high-end AI chips to any entity in China. The rationale behind these measures was clear. To leverage US control of the global semiconductor supply chain as a choke point to handicap China's AI capabilities. The US government is currently formulating expansions to this policy.
Điều này đưa chúng ta đến tình trạng địa chính trị hiện tại. Tháng 10 năm ngoái, chính quyền Biden đã cấm xuất khẩu tất cả các chip AI cao cấp cho bất kỳ thực thể nào ở Trung Quốc. Lý do đằng sau nước đi này rất rõ ràng. Để tăng sự kiểm soát của Mỹ trong chuỗi cung ứng chất bán dẫn toàn cầu nhằm cản trở sự phát triển AI ở Trung Quốc. Chính phủ Mỹ đang xây dựng các biện pháp mở rộng chính sách này.
At the same time, the US is taking steps to reduce its reliance on chip fabrication facilities located in East Asia. In late 2022, TSMC announced that it would invest 40 billion dollars to build two new state-of-the-art fabs in the United States, in Arizona. The first of these two fabs is slated to begin production in 2025. Bringing advanced chip production to US soil will help mitigate the AI industry's absolute dependence on Taiwan-based fabs. But the Arizona fabs will not solve everything. Their production capacity will be modest, representing less than five percent of TSMC's total global output. And the most advanced semiconductor production capabilities and technologies will remain in Taiwan.
Đồng thời, Mỹ đang thực hiện các biện pháp nhằm giảm phụ thuộc vào các cơ sở chế tạo chip ở Đông Á. Vào cuối năm 2022, TSMC thông báo rằng họ sẽ đầu tư 40 tỷ đô la để xây dựng hai nhà máy chip tiên tiến ở Arizona, Hoa Kỳ. Trong hai nhà máy, cái đầu tiên dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất vào năm 2025. Đưa quá trình sản xuất chip tiên tiến đến đất Mỹ sẽ giảm bớt sự lệ thuộc của ngành công nghiệp AI vào các nhà máy đóng ở Đài Loan. Nhưng các nhà máy ở Arizona không giải quyết tất cả. Khả năng sản xuất của chúng sẽ khá khiêm tốn, chiếm chưa đến 5% tổng sản lượng toàn cầu của TSMC. Khả năng và công nghệ sản xuất chất bán dẫn tiên tiến nhất sẽ vẫn nằm ở Đài Loan.
So where might things go from here? Let's briefly consider a few possibilities on this three-dimensional chessboard. Let's start with optimistic scenario. Taiwan's central role in the global semiconductor industry is often referred to as its “silicon shield.” The basic theory is this: because China depends so heavily on Taiwan for the chips that it needs to keep its own economy running, China will stop short of invading Taiwan and putting TSMC's production at risk. And because the rest of the world is likewise so dependent on TSMC, the United States and other powers will go to great lengths to protect the island and defend its sovereignty. Under this theory, while China may continue to build out its military and engage in cross-strait saber-rattling, it will stop short of kinetic action against Taiwan.
Vậy tương lai sẽ ra sao từ đây? Ta hãy xem xét qua một vài khả năng có thể trên bàn cờ ba chiều này. Bắt đầu với viễn cảnh lạc quan. Vai trò trung tâm của Đài Loan trong ngành công nghiệp bán dẫn toàn cầu thường được gọi là “lá chắn silicon”. Lý thuyết cơ bản là thế này: bởi vì Trung Quốc phụ thuộc nặng nề vào Đài Loan cho các chip mà họ cần để duy trì nền kinh tế của mình, Trung Quốc sẽ không xâm lược Đài Loan và đe dọa sản xuất của TSMC. Và bởi vì phần còn lại của thế giới cũng phụ thuộc vào TSMC, Mỹ và các cường quốc khác sẽ ra sức bảo vệ hòn đảo và chủ quyền của nó. Theo lý thuyết này, Trung Quốc dù có thể tiếp tục chuẩn bị vũ trang và khiêu khích quân sự trên eo biển, nhưng sẽ không trực tiếp hành động quân sự chống lại Đài Loan.
But the silicon shield is just a theory, not a guarantee. What would happen if China were to move decisively to retake Taiwan? TSMC's fabs would almost certainly be rendered inoperative. It is conceivable that the Taiwanese, or even the US military, would preemptively destroy the fabs in order to prevent the CCP from taking control of this valuable strategic resource. Even if the physical buildings were to remain undamaged after a Chinese invasion, it is unrealistic that the CCP would be able to continue operating the fabs to produce cutting-edge chips. Keeping leading edge fabs running requires ongoing and deep partnership with organizations across the global semiconductor ecosystem, as well as a steady inflow of materials, equipment and services. These would be denied to an invading power.
Nhưng lá chắn silicon chỉ là một lý thuyết không bảo đảm. Điều gì sẽ xảy ra nếu Trung Quốc quyết tâm chiếm lại Đài Loan? Các nhà máy của TSMC gần như chắc chắn sẽ bị tê liệt. Có nguy cơ rằng Đài Loan, hoặc thậm chí quân đội Mỹ, sẽ phá hủy các nhà máy này trước để ngăn Đảng Cộng sản Trung Quốc kiểm soát nguồn tài nguyên chiến lược này. Ngay cả khi các công trình không bị thiệt hại sau khi bị Trung Quốc xâm lược, Đảng Cộng sản Trung Quốc cũng không thể tiếp tục vận hành các nhà máy để sản xuất các con chip tiên tiến. Duy trì các nhà máy hàng đầu này hoạt động yêu cầu sự hợp tác xuyên suốt và chặt chẽ với các tổ chức trong hệ sinh thái bán dẫn toàn cầu và một nguồn cung vật liệu, trang thiết bị và dịch vụ ổn định. Một cường quốc xâm lược chắc chắn sẽ bị khước từ.
Let me say this one more time: if or when China invades Taiwan, TSMC's fabs will, in all likelihood, go offline. This will mean that no more Nvidia H100s or any other cutting-edge AI chips will be able to be produced anywhere in the world.
Tôi sẽ nói một lần nữa: Nếu, hoặc khi Trung Quốc xâm lược Đài Loan, rất có thể các nhà máy của TSMC sẽ tạm ngưng. Có nghĩa là, Nvidia H100 hay bất kỳ chip AI tiên tiến nào sẽ không còn được sản xuất ở bất kỳ đâu trên thế giới.
What would this mean for the world of AI? After TSMC, the company best positioned to step up and produce cutting-edge AI chips is Samsung. Samsung is currently the only company in the world, other than TSMC, that is capable of producing three-nanometer chips, today's cutting-edge technology. But Samsung's production capabilities are far inferior to TSMC's today. In a best-case scenario, it would take Samsung years to scale up to TSMC's current AI chip yields and volumes.
Nếu vậy, ngành AI sẽ ra sao? Sau TSMC, công ty có vị thế tốt nhất để tiếp quản và sản xuất chip AI tiên tiến là Samsung. Ngoài TSMC, Samsung hiện là công ty duy nhất trên thế giới có thể sản xuất chip ba nanômét, một công nghệ tân tiến đương đại. Nhưng khoảng cách giữa khả năng sản xuất của Samsung với TSMC ngày nay còn rất xa. Trong trường hợp tốt nhất, sẽ mất nhiều năm để Samsung mở rộng quy mô để sánh kịp với sản lượng và khối lượng chip AI của TSMC.
This brings us to America's former chip champion, Intel. It was hardly a decade ago that Intel's chip-manufacturing capabilities were the envy of the world. But in recent years, Intel has fallen behind. The company struggled mightily in its transition to both ten-nanometer and seven-nanometer node technologies, even resorting to outsourcing some of its leading edge production to TSMC. Under CEO Pat Gelsinger, Intel aspires to regain its chipmaking supremacy with an ambitious plan to leapfrog TSMC and begin producing two-nanometer chips in 2024. Whether this ambitious plan will actually prove achievable, however, remains to be seen.
Bên cạnh Samsung, ta còn có tập đoàn chip đứng đầu trước đây của Mỹ, Intel. Khoảng một thập kỷ trước, Intel đã khiến thế giới phải ghen tị với khả năng sản xuất chip của mình. Nhưng trong những năm gần đây, Intel đã tụt lại. Công ty đã phải vật lộn để chuyển đổi qua công nghệ sản xuất thiết bị bán dẫn mười nanômét và bảy nanômét, thậm chí phải thuê gia công ngoài một số sản phẩm tiên tiến tại TSMC. Dưới thời của CEO Pat Gelsinger, Intel tham vọng chiếm lại ưu thế sản xuất chip của mình với kế hoạch đầy tham vọng để vượt qua TSMC và bắt tay vào sản xuất chip hai nanômét vào 2024. Nhưng việc kế hoạch đầy tham vọng này có khả thi hay không vẫn còn là một ẩn số.
Before we despair too much, let us note a couple encouraging points. First, keep in mind that a considerable stock of AI chips already exists in the world. And even in a worst-case scenario, these chips would remain in use.
Trước khi ta hoang mang, ta cũng nên ghi nhận vài điều tích cực. Đầu tiên, ta đã có sẵn một lượng chip AI đáng kể trên thế giới. Ngay cả trong trường hợp xấu nhất, chúng vẫn sẽ được sử dụng.
Second, while the most advanced AI chips, like Google’s TPUs or Nvidia’s H100s, can only be manufactured in Taiwan, there are many fabs around the world, from the US to Europe to Israel, that are capable of producing lagging-edge logic chips at scale. Though they are far less powerful than today's leading AI chips, these previous-generation chips could be used in a pinch to support some AI computing workloads.
Thứ hai, dù các chip AI tiên tiến nhất như TPU của Google hay H100 của Nvidia chỉ có thể được sản xuất tại Đài Loan, có nhiều nhà máy trên khắp thế giới, từ Mỹ đến châu Âu đến Israel, có khả năng sản xuất chip logic công nghệ cũ quy mô lớn. Mặc dù chúng thua xa các chip AI hàng đầu ngày nay, những con chip thế hệ cũ này có thể được sử dụng tạm thời để hỗ trợ một phần khối lượng công việc điện toán AI.
Ultimately, though, it would be devastating for humanity to lose its ability to produce the chips that power today's cutting-edge artificial intelligence. Progress in AI would be profoundly disrupted. Let us hope that diplomacy prevails.
Tuy nhiên, cuối cùng thì, sẽ rất tàn khốc cho nhân loại nếu ta không thể sản xuất những con chip mà điều khiển trí tuệ nhân tạo tiên tiến ngày nay. Tiến bộ trong ngành AI sẽ bị gián đoạn nghiêm trọng. Ta nên hi vọng ngoại giao sẽ thành công.
(Applause)
(Vỗ tay)