Chip War: The Fight for the World's Most Critical Technology - Chris Miller

спектром в военное время. Например, в войне против Украины Россия использует различные радиолокационные и сигнальные глушилки. По имеющимся сведениям, российское правительство также блокирует сигналы GPS в районе официальных поездок президента Владимира Путина, возможно, в качестве меры безопасности. Не случайно DARPA проводит исследования альтернативных навигационных систем , не зависящих от сигналов GPS или спутников, чтобы американские ракеты могли поражать цели даже в случае выхода из строя систем GPS.

Битва за электромагнитный спектр станет невидимой борьбой, которую будут вести полупроводники. Радар, глушилка и связь управляются сложными радиочастотными микросхемами и цифро-аналоговыми преобразователями, которые модулируют сигналы, используя открытое пространство спектра, посылают сигналы в определенном направлении и пытаются запутать датчики противника. Одновременно мощные цифровые микросхемы запускают внутри радара или глушилки сложные алгоритмы, которые за миллисекунды оценивают принимаемые сигналы и принимают решение о том, какие сигналы посылать. На карту поставлена способность военных видеть и общаться. Автономные беспилотники не будут иметь большого смысла, если аппараты не смогут определить, где они находятся и куда направляются.

Военные действия будущего как никогда будут зависеть от микросхем - мощных процессоров для выполнения алгоритмов искусственного интеллекта, больших чипов памяти для обработки данных, идеально настроенных аналоговых микросхем для восприятия и воспроизведения радиоволн. В 2017 году DARPA запустило новый проект под названием Electronics Resurgence Initiative, призванный помочь создать следующую волну технологий производства микросхем, имеющих военное значение. В некотором смысле возобновление интереса DARPA к микросхемам естественно вытекает из его истории. Оно финансировало ученых-первопроходцев, таких как Карвер Мид из Калифорнийского технологического института, и стимулировало исследования в области программного обеспечения для проектирования микросхем, новых методов литографии и транзисторных структур .

Тем не менее, DARPA и правительству США сейчас как никогда трудно определять будущее чип-индустрии. Бюджет DARPA составляет пару миллиардов долларов в год, что меньше, чем бюджеты на НИОКР большинства крупнейших компаний отрасли. Конечно, DARPA тратит гораздо больше средств на далеко идущие научные идеи, в то время как такие компании, как Intel и Qualcomm, тратят большую часть своих средств на проекты, которым осталось всего пару лет до реализации. Однако в целом правительство США покупает меньшую долю мировых чипов, чем когда-либо прежде. В начале 1960-х годов правительство США закупало почти все интегральные схемы, выпускавшиеся компаниями Fairchild и Texas Instruments. К 1970-м годам эта цифра снизилась до 10-15%. Сейчас это около 2% американского рынка микросхем. Как покупатель микросхем, генеральный директор Apple Тим Кук имеет большее влияние на отрасль, чем любой представитель Пентагона на сегодняшний день.

Производство полупроводников настолько дорого, что даже Пентагон не может позволить себе заниматься этим собственными силами. Раньше Агентство национальной безопасности имело завод по производству микросхем в своей штаб-квартире в Форт-Миде (штат Мэриленд). Однако в 2000-х годах правительство решило, что продолжать модернизацию в соответствии с законом Мура слишком дорого. Сегодня даже разработка передового чипа, которая может обойтись в несколько сотен миллионов долларов, является слишком дорогой для всех, кроме самых важных проектов.

Как американские военные, так и государственные шпионские агентства передают производство своих микросхем "надежным литейным заводам". Для многих типов аналоговых или радиочастотных микросхем, где США обладают потенциалом мирового уровня, это не представляет сложности. Однако когда речь заходит о логических микросхемах, возникает дилемма. Производственные возможности Intel находятся чуть позади передового уровня, хотя компания производит микросхемы в основном для своих собственных ПК и серверов. В то же время TSMC и Samsung держат свои самые передовые производственные мощности на Тайване и в Южной Корее. Значительная часть сборки и упаковки микросхем также осуществляется в Азии. Поскольку Министерство обороны стремится использовать больше готовых компонентов для снижения стоимости, оно будет закупать еще больше устройств за рубежом.

Военные опасаются, что микросхемы, изготовленные или собранные за рубежом, более подвержены взлому, в них могут быть добавлены "черные ходы" или вписаны ошибки. Однако даже микросхемы, разработанные и произведенные внутри страны, могут иметь непреднамеренные уязвимости. В 2018 году исследователи обнаружили две фундаментальные ошибки в архитектуре широко используемых микропроцессоров Intel, получившие названия Spectre и Meltdown, которые позволяли копировать данные, например пароли, что является огромным недостатком в системе безопасности. По данным Wall Street Journal, Intel впервые раскрыла информацию об этом дефекте заказчикам, в том числе китайским технологическим компаниям, прежде чем уведомить правительство США, что только усилило беспокойство представителей Пентагона по поводу снижения их влияния на чип-индустрию.

DARPA инвестирует в технологию, позволяющую гарантировать защиту микросхем от несанкционированного доступа или проверить, что они изготовлены точно по назначению. Давно прошли те времена, когда военные могли рассчитывать на такие фирмы, как TI, которые разрабатывали, производили и собирали новейшую аналоговую и цифровую электронику на месте. Сегодня просто нет возможности избежать закупки некоторых вещей за рубежом, а многих - на Тайване. Поэтому DARPA делает ставку на технологии, позволяющие реализовать подход "нулевого доверия" к микроэлектронике: не доверять ничему и проверять все, используя такие технологии, как крошечные датчики, вживленные в микросхему, которые могут обнаружить попытки ее модификации.

Все эти попытки использовать микроэлектронику для нового "офсета" и восстановления решающего военного преимущества над Китаем и Россией, однако, предполагают, что США сохранят свое лидерство в производстве микросхем. Сейчас это выглядит рискованной ставкой. Эпоха стратегии "беги быстрее" привела к тому, что США отстали в некоторых сегментах производства микросхем, в частности, в растущей зависимости от Тайваня в создании современных логических микросхем. Intel, которая на протяжении трех десятилетий была чемпионом Америки по производству микросхем, теперь явно оступилась. Многие представители отрасли считают, что она окончательно отстала. Тем временем Китай вкладывает миллиарды долларов в развитие своей индустрии микросхем, вынуждая иностранные компании передавать секретные технологии. Для каждой крупной компании, производящей микросхемы, китайский потребительский рынок является гораздо более важным клиентом, чем правительство США.

Усилия Пекина по приобретению передовых технологий, глубокая взаимосвязь между электронной промышленностью США и Китая, взаимная зависимость двух стран от производства на Тайване - все это вызывает вопросы. Америка и так работала медленнее. Теперь она ставит будущее своих вооруженных сил на технологию, в которой ее доминирование ускользает. "Идея опережения за счет смещения, - утверждает Мэтт Терпин, сотрудник Пентагона, занимавшийся этим вопросом, - практически невозможна, если китайцы будут в машине вместе с нами".

"Объявляем штурм", - заявил Си Цзиньпин. Китайские лидеры считают зависимость от иностранных производителей микросхем критической уязвимостью. Они разработали план перестройки мировой чип-индустрии путем покупки иностранных производителей микросхем, кражи их технологий и предоставления миллиардных субсидий китайским чип-компаниям. Народно-освободительная армия Китая рассчитывает на то, что эти усилия помогут ей обойти американские ограничения, хотя она по-прежнему может