L'opportunité d'une coopération entre la Corée du Sud et les États-Unis en matière de matériel d'IA et de besoins énergétiques

Les nations alimentées par intelligence artificielle (IA) nationalisme – le sentiment qu’une nation doit développer sa propre technologie pour servir ses intérêts – se précipite pour y parvenir Suprématie de l'IA. Sans aucun doute, le États-Unis et Chine sont au premier plan, ajoutant un autre champ de bataille à leur relation de plus en plus tendue.

Bien que plusieurs composants soient nécessaires pour disposer de capacités d’IA avancées, le matériel nécessaire pour soutenir l’IA et l’énergie nécessaire pour faire fonctionner les modèles sont deux facteurs essentiels. L’examen des besoins en matériel et en énergie de l’IA, l’approche de la politique étrangère américaine pour obtenir la suprématie du matériel d’IA et les capacités américaines préexistantes révèlent une opportunité de coopération entre la Corée du Sud et les États-Unis.

Besoins en matériel et en énergie de l'IA

Un ordinateur nécessite trois composants matériels fondamentaux pour opérer: puces logiques ou processeurs, puces mémoire et puces de stockage. L’IA nécessite en grande partie le même matériel, mais plus avancé et plus complexe, en particulier avec des puces logiques, souvent également appelées semi-conducteurs, puces électroniques, puces informatiqueset circuits intégrés.

Alors que les ordinateurs utilisent des fonctions à usage général unités centrales de traitement (CPU) pour exécuter des calculs et unités de traitement graphique (GPU) pour restituer des graphiques tridimensionnels, traiter des vidéos et exécuter des processus parallèles, l'IA utilise processeurs spécialisés avec Accélérateurs d'IA pour exécuter la machine virtuelle et GPU avancés pour l'apprentissage automatique, la formation en apprentissage profond et l'inférence. Les processeurs spécialisés en IA incluent Circuits intégrés spécifiques à une application (ASIC) comme Google Unités de traitement des tenseurs (TPU), unités de traitement neuronal (NPU), réseaux de portes programmables par l'utilisateur (FPGA)et Cerebras' Moteurs à l'échelle d'une plaquetteParfois, ces puces avancées sont simplement appelées «Puces d'IA, » et tandis que les définitions des puces d'IA varient, Centre de sécurité et de technologies émergentes de Georgetown le définit comme une puce avec des GPU, des FPGA et certains types d'ASIC pour les calculs d'IA spécialisés implémentés en tant que cœur sur un système sur puce.

Étant donné que les puces d’IA traitent des calculs complexes, elles ont besoin de beaucoup de puissance et énergie. L'utilisation intense d'énergie peut entraîner une surchauffe de l'équipement d'IA, ce qui nécessite alors solutions de refroidissement nécessitant encore plus d'énergie. En juillet 2024, Johnny Liu, le président de Chef des télécommunicationsa souligné qu'un centre de données IA aura besoin d'au moins 10 kilowatts de capacité de réseau électrique par rapport aux quatre à six kilowatts requis pour un centre de données traditionnel. L'énergie utilisée par l'IA peut aggraver le réchauffement climatique et contribuer à l'augmentation des émissions de dioxyde de carbone : l'IA utilise déjà 33 fois plus d'énergie que les logiciels classiques, et une requête ChatGPT utilise 10 fois plus d'électricité qu'une recherche Google.

Approche de la politique étrangère américaine en matière de matériel d'IA

L’effort de politique étrangère des États-Unis pour maintenir son avance technologique sur le matériel d’IA tourne principalement autour de la Chine et constitue une extension de La « guerre des puces électroniques » entre la Chine et les États-Unis Cela a commencé sous l’administration Trump.

Avant les années 2000, les États-Unis étaient le leader mondial de la fabrication de puces informatiques, produisant 37 pour cent des puces électroniques du mondemais en 2022, les États-Unis ne produisaient plus que 12 pour cent de jetons. Les entreprises asiatiques comme Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) et le sud-coréen Samsung ou SK Hynix avait pris une longueur d'avance en trois décennies. Actuellement, basé aux États-Unis Nvidia est le leader mondial des puces IA, contrôlant entre 70 pour cent et 95 pour cent du marché. Cependant, la majorité des puces d'IA de Nvidia sont fabriqué en Asieparticulièrement Taïwangrâce à des partenariats avec TSMC et SK Hynix.

Dans le même temps, la Chine a continué à afficher son objectif de remplacer les États-Unis en tant que leader technologique mondial. En 2017, la Chine a publié son «Plan de développement de l'intelligence artificielle de nouvelle générationqui comprenait l’objectif de devenir le premier leader mondial de l'IA d'ici 2030. Alors que la Chine retard dans la qualité des puces haut de gammeil domine le marché pour puces héritées – puces informatiques à nœuds matures de 28 nanomètres ou plus – projetant une production de 33 % des puces électroniques héritées mondiales d'ici 2027.

La dépendance continue à l'égard de l'Asie de l'Est pour les puces et l'objectif de contenir l'avance de la Chine en matière d'IA ont conduit à Loi américaine 2022 sur les puces et la sciencequi a alloué 52 milliards de dollars de financement aux entreprises de puces semi-conductrices sous forme d'incitations fiscales pour les fabricants implantés aux États-Unis. À la suite du CHIPS Act, l'administration Biden a institué un Politique de contrôle des exportations sur la technologie de l'IAinterdisant à la Chine l’accès aux puces haut de gamme, aux logiciels de conception de puces américains, aux équipements de fabrication de semi-conducteurs fabriqués aux États-Unis et à d’autres composants fabriqués aux États-Unis. Pourtant, cette approche de politique étrangère à l’égard du progrès de l’IA et de la résilience de la chaîne d’approvisionnement est erronée pour plusieurs raisons.

Premièrement, empêcher la Chine d’accéder aux puces et au matériel de pointe ne l’empêche pas de développer ses capacités en matière d’IA. Tandis qu’elles sont à la traîne, les entreprises technologiques chinoises comme Huawei et SMIC progressent dans le développement de puces IA, et la Chine pourrait éventuellement rattraper les États-Unis. En attendant, la Chine peut utiliser chips de contrebande ou importées précédemment. Dans Août 2024, Des ingénieurs chinois en IA ont également été découverts en train d'accéder aux puces d'IA de Nvidia via des méthodes de cryptomonnaie qui permettent d'accéder à des serveurs à l'étranger.

De plus, alors que puces héritées n’ont généralement pas la capacité d’exécuter des processus d’IA, la Chine peut développer des modèles d’IA qui peuvent être formés sur moins de puces avancées, utiliser plusieurs puces moins puissantes pour en former une package plus performant pour les modèles d'IA, ou développer des modèles d'IA plus petits qui nécessitent moins de puissance de calcul.

Deuxièmement, malgré l’augmentation prévue de la production de puces aux États-Unis – estimée à près de 30 % des puces de pointe d'ici 2032 – L’Asie de l’Est continue de dominer le secteur. Il existe trois principaux fabricants de semi-conducteurs dans le monde : TSMC à Taiwan, Samsung en Corée du Sud et Intel aux États-Unis. Alors que TSMC et Samsung fournissent services de fonderie – la capacité d’accepter les conceptions architecturales et système des clients, ce qui permet la production de semi-conducteurs adaptés aux besoins et aux fonctionnalités spécifiques du client – Intel n'a annoncé son plan de services de fonderie qu'en juin 2024.

En outre, le processus d’implantation d’usines de fabrication de puces aux États-Unis n’a pas été facile : les retards de construction, les barrières linguistiques, les différences culturelles, les processus réglementaires complexes, etc. ont retardé les opérations de Installation de TSMC en Arizona ainsi que L'usine de fabrication de puces de Samsung au Texas.

Non seulement le CHIPS Act ne mène pas vraiment les États-Unis à la suprématie de l’IA, mais il risque de tendre les relations avec principaux alliés asiatiques en vidant leurs fabricants de puces et en menaçant leurs chaînes d'approvisionnement. Corée du Sud – commandant 16 pour cent de la part de marché mondiale – dépend en grande partie des capacités de production chinoises : L'usine Samsung de Xi'an produit 40 % de ses puces NAND tandis que SK Hynix fabrique la moitié de ses puces DRAM à Wuxi et Dalian. En mars, Le PDG de SK Hynix a souligné que la Chine est une base de production essentielle et un marché clé. Avec des semi-conducteurs comprenant 19,1 pour cent des exportations de la Corée du Sud en juillet 2024, le maintien de liens forts avec la Chine est essentiel pour maintenir son leadership dans le développement de puces.

En raison du risque économique inhérent à la loi CHIPS, la Corée du Sud a introduit sa propre Loi sur les chips Koffrant avantages et crédits d'impôt pour les entreprises qui investissent dans des « biens stratégiques nationaux » comme les semi-conducteurs. Bien que les États-Unis a prolongé une dérogation fin 2023 permettre aux entreprises coréennes de semi-conducteurs d'importer des équipements de puces américains en Chine, Washington continue de demander à la Corée du Sud de imposer des restrictions sur les exportations de technologies de semi-conducteurs vers la Chine.

Centrer la politique étrangère sur la maîtrise de la Chine et limiter les liens entre les chaînes d’approvisionnement des autres pays et la Chine risque de menacer les stratégies des alliés en matière de chaîne d’approvisionnement, sans pour autant permettre aux États-Unis de devenir les leaders en matière de matériel d’IA. Les États-Unis devraient plutôt travailler avec leurs alliés pour améliorer les infrastructures d’IA et renforcer la résilience collective.

Une opportunité de coopération entre la Corée du Sud et les États-Unis

L’énergie propre représente une opportunité majeure. Si les États-Unis sont confrontés à des risques en matière de matériel d’IA, ils sont en tête dans le domaine des énergies renouvelables, un élément essentiel pour alimenter la technologie de l’IA. Les centres de données devraient consommer jusqu’à 9 pour cent de la production d'électricité aux États-Unis d'ici 2030, les États-Unis ont commencé à relever activement ce défi, comme le souligne le rapport du ministère de l'Énergie d'août 2024 Recommandations pour alimenter l'IA et l'infrastructure du centre de donnéesCes recommandations comprennent des évaluations des échéanciers technologiques pour limiter les émissions de carbone, visant à adhérer à un chemin à moindre coût vers l'objectif de l'administration Biden de zéro émission nette d'ici 2050Les États-Unis sont bien placés pour adopter cette approche, ayant attiré plus de 405 milliards de dollars pour les technologies propres et le développement énergétique depuis 2021.

En 2023, les énergies renouvelables représentaient moins de 10 pour cent de la production d'électricité de la Corée du Sudbien en dessous de la moyenne mondiale de plus de 30 pour cent. Pour soutenir son 19 milliards de dollars d'investissement dans l'industrie des puces électroniques d'ici 2027 et répondre aux besoins énergétiques de l'IA, la Corée du Sud doit tripler son déploiement d'énergie propre d'ici 2030. Comme le nation leader en matière de technologies propresLes États-Unis peuvent contribuer à répondre à cette demande en approfondissant la collaboration entre les laboratoires américains et coréens pour développer des technologies énergétiques propres, comme le souligne le tout premier accord de partenariat. Dialogue entre les États-Unis et la Corée du Sud sur les technologies critiques et émergentes de nouvelle génération (CET) à partir de décembre 2023. En outre, des efforts tels que le biparti Partenaire de la loi coréennecréant 15 000 visas annuels pour les professionnels qualifiés, pourrait permettre aux ressortissants coréens d'acquérir de l'expérience dans les technologies propres aux États-Unis et de rapporter plus tard leur expertise pour faire progresser le secteur des technologies vertes en Corée du Sud.

En soutenant le développement des énergies renouvelables en Corée du Sud, les États-Unis renforceraient l’industrie de l’IA et des puces électroniques d’un allié essentiel, ce qui constitue un pas vers bâtiment résilience collective – comment les nations peuvent collaborer pour renforcer la résilience de la chaîne d’approvisionnement face à la Chine. Parmi les autres exemples de résilience collective, on peut citer les États-Unis Fondation nationale des sciences et ministère sud-coréen des sciences et des TIC promotion de la recherche et du développement conjoints dans le domaine des semi-conducteurs ainsi que s'est engagé à coopérer entre les nouveaux États-Unis Centre national de technologie des semi-conducteurs et le Centre coréen de technologie avancée des semi-conducteurs pour les efforts de recherche publics et privés.

En changeant de stratégie pour développer ensemble le matériel d’IA et l’énergie propre nécessaire, ainsi qu’en renforçant la résilience collective avec la Corée du Sud, Washington et Séoul peuvent tous deux maintenir leur leadership en matière d’IA.