A aposta do Japão na soberania dos chips de IA
O Japão está a fazer uma aposta de 16,3 mil milhões de dólares para recuperar a sua posição na indústria global de semicondutores. O governo aprovou recentemente mais 631,5 mil milhões de ienes (4 mil milhões de dólares) em subsídios à Rapidus, uma empresa nacional de fundição de chips, no âmbito de uma estratégia agressiva para produzir os processadores de inteligência artificial mais avançados do mundo inteiramente dentro das fronteiras japonesas. No centro desta iniciativa está a Fujitsu, o conglomerado tecnológico centenário que está a desenvolver um chip de inferência de IA de 1,4 nanómetros de última geração, a ser fabricado pela Rapidus numa nova instalação em Hokkaido até ao final da década.
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O projeto representa a tentativa mais ambiciosa de Tóquio até à data de reduzir a dependência da Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) e de outros fornecedores estrangeiros, num contexto de escalada das tensões geopolíticas e de vulnerabilidades das cadeias de abastecimento. O ministro da Indústria, Ryohei Akazawa, sublinhou o imperativo estratégico durante um recente evento da Rapidus em Hokkaido.
Por muito excelente que seja a tecnologia de uma empresa, o seu negócio falhará se não conseguir clientes que queiram utilizar essa tecnologia.
Akazawa explicou que o apoio governamental visa ajudar a Rapidus a criar procura e a garantir clientes para além dos próprios esforços de comercialização da empresa, refletindo o reconhecimento de que as capacidades de fabrico exigem um ecossistema robusto de designers nacionais de chips dispostos a correr riscos com tecnologia de fundição ainda não comprovada.
O desafio técnico dos 1,4 nanómetros
A unidade de processamento neural (NPU) planeada pela Fujitsu tem como alvo um nó de processo que ainda não existe em produção em massa em nenhum lugar do mundo. A escala de 1,4 nanómetros representa a próxima fronteira depois da tecnologia de 2 nanómetros, com arquiteturas de transístores gate-all-around (GAA) que prometem ganhos significativos em eficiência energética e densidade computacional. Enquanto a TSMC e a Samsung correm para a produção a 2 nanómetros, a Fujitsu e a Rapidus pretendem saltar para os 1,4 nanómetros especificamente para tarefas de inferência de IA.
A distinção entre chips de treino e de inferência revela-se crucial aqui. As unidades de processamento gráfico (GPU) da Nvidia dominam o treino de IA, o processo de ensinar modelos de linguagem de grande dimensão a reconhecer padrões. No entanto, a inferência, a implementação efetiva de modelos treinados para fazer previsões ou decisões, exige arquiteturas diferentes. As unidades de processamento neural realizam estes cálculos de forma mais eficiente do que as GPU de uso geral, especialmente para aplicações de computação de periferia e centros de dados, onde o consumo de energia e a latência são importantes. As NPU são otimizadas para as operações de multiplicação de matrizes comuns nas redes neuronais, minimizando simultaneamente a largura de banda de memória e o consumo de energia que as GPU exigem para a sua flexibilidade.
A Fujitsu pretende integrar estas NPU juntamente com as suas unidades centrais de processamento Monaka-X baseadas em Arm num único dispositivo integrado. O Monaka-X representa uma evolução do atual chip de centro de dados Armv9 de 144 núcleos da empresa, fabricado com o processo de 2 nanómetros da TSMC. Até 2029, a Fujitsu espera transferir o Monaka-X para a linha de produção de 1,4 nanómetros da Rapidus, combinando funções de CPU e NPU para aquilo a que chama Fugaku NEXT, o sucessor do atual supercomputador de referência do Japão. Esta integração reduz a circulação de dados entre chips separados, diminuindo o consumo de energia e aumentando a velocidade de processamento para cargas de trabalho de IA. A Fujitsu pretende também incorporar tecnologia de encriptação diretamente nestes processadores para proteger dados sensíveis durante o processamento, respondendo às crescentes preocupações com a soberania e a segurança dos dados em aplicações de IA.
A Rapidus e a aposta na fundição nacional
Fundada em 2022 com o apoio de oito grandes empresas japonesas, incluindo a Toyota, a Sony e a NEC, a Rapidus carrega o ónus de reavivar as capacidades de fabrico de semicondutores do Japão após décadas de declínio. A empresa está atualmente a construir a sua primeira fábrica de fabrico, a IIM-1, em Chitose, Hokkaido, com o objetivo de atingir a produção em massa de chips de 2 nanómetros no segundo semestre do ano fiscal de 2027. Uma segunda fábrica, cuja construção está prevista para começar em 2027, tratará da produção a 1,4 nanómetros para os chips de IA da Fujitsu.
Os marcos técnicos sugerem um otimismo cauteloso. Em julho de 2025, a Rapidus anunciou que a criação de protótipos de chips GAA de 2 nanómetros tinha começado na instalação IIM-1. Mais recentemente, a empresa lançou uma linha de protótipos de back-end e abriu a instalação Rapidus Chiplet Solutions (RCS) para embalagem avançada, essencial para integrar vários tipos de processadores em embalagens únicas. O Centro de Análise adjacente à fundição fornece agora capacidades de análise física, ambiental e química necessárias para aperfeiçoar os rendimentos de fabrico.
O diretor-executivo Atsuyoshi Koike revelou em fevereiro que a Rapidus está a discutir ativamente potenciais parcerias com numerosos clientes potenciais no domínio da IA, da robótica e das aplicações de computação de periferia.
Estamos em discussões ativas com mais de 60 clientes potenciais para chips destinados à IA, à robótica e à computação de periferia.
Embora a IBM e a empresa emergente de design de chips Tenstorrent tenham surgido como os principais candidatos para a capacidade inicial de 2 nanómetros, a Fujitsu representa o cliente nacional âncora que Tóquio espera que valide as capacidades da fundição.
Financiar o futuro
A arquitetura financeira que sustenta esta iniciativa abrange os setores público e privado. A Organização de Desenvolvimento de Novas Energias e Tecnologia Industrial do Japão (NEDO), que opera sob a alçada do Ministério da Economia, Comércio e Indústria, espera cobrir cerca de dois terços do custo inicial de desenvolvimento estimado em 58 mil milhões de ienes (363 milhões de dólares) para a NPU da Fujitsu. Este programa de subsídios visa especificamente a criação de semicondutores de IA energeticamente eficientes que possam ser fabricados internamente.
O compromisso mais amplo do governo vai muito além do projeto específico da Fujitsu. Até março de 2027, o investimento total público e privado na Rapidus atingirá 2,6 biliões de ienes (16,3 mil milhões de dólares), incluindo o recente subsídio adicional de 631,5 mil milhões de ienes. O Japão planeia investir mais de 10 biliões de ienes (62,8 mil milhões de dólares) em chips e IA até ao ano fiscal de 2030, designando os semicondutores como produtos críticos especificados para a segurança nacional. A primeira-ministra Sanae Takaichi sublinhou a necessidade de intensificar o investimento em áreas críticas para a segurança nacional, sobretudo numa altura em que o Japão procura proteger-se de choques e riscos externos, como os recentes surtos de tensão regional.
Um comité externo inspecionou a fundição da Rapidus em Hokkaido e deu luz verde ao seu progresso tecnológico antes da mais recente aprovação de financiamento, sugerindo que peritos independentes veem caminhos viáveis para os ambiciosos objetivos de produção da empresa.
As parcerias paralelas da Fujitsu
Embora a colaboração com a Rapidus dê ênfase à independência tecnológica, a Fujitsu não aposta exclusivamente nas capacidades nacionais. A empresa mantém uma complexa teia de parcerias internacionais que ilustram os desafios práticos da soberania total em semicondutores. Em outubro de 2025, a Fujitsu anunciou uma colaboração com a Nvidia para codesenvolver chips de IA para centros de dados japoneses até 2030, ligando as CPU da Fujitsu às GPU da Nvidia em substratos partilhados.
Além disso, a Fujitsu está a trabalhar com a AMD em iniciativas separadas de chips de IA. A atual CPU Monaka da empresa baseia-se no processo de 2 nanómetros da TSMC, demonstrando que, mesmo enquanto o Japão constrói alternativas nacionais, a tecnologia de ponta continua a fluir através de Taiwan e de outros centros de fabrico estabelecidos. Esta abordagem de dupla via permite à Fujitsu manter uma posição competitiva enquanto alimenta capacidades nacionais que podem levar anos a amadurecer.
O projeto do supercomputador Fugaku NEXT exemplifica esta estratégia. Previsto para entrar em funcionamento por volta de 2030, com um objetivo de melhoria de desempenho de 100 vezes em relação ao atual sistema Fugaku, a máquina de próxima geração combinará provavelmente várias tecnologias de processadores. Embora as CPU Monaka-X possam vir da linha de 1,4 nanómetros da Rapidus, o sistema incorporará quase certamente GPU e outros aceleradores de fornecedores internacionais para atingir os seus objetivos computacionais.
Construir um ecossistema mais amplo
A Fujitsu não é o único cliente da Rapidus, embora represente o mais significativo em termos de ambição tecnológica. A Canon comprometeu-se a encomendar semicondutores de processamento de imagem para câmaras digitais e dispositivos de vigilância utilizando o processo de 2 nanómetros da Rapidus, com a produção experimental já em curso. A IBM Japan está também a receber apoio da NEDO para desenvolver chips de IA energeticamente eficientes potencialmente fabricados pela Rapidus, com até 17,5 mil milhões de ienes atribuídos especificamente aos projetos da IBM, em comparação com 58,5 mil milhões de ienes para a Fujitsu.
Este ecossistema emergente vai além dos simples contratos de fabrico. A Rapidus associou-se à IBM no desenvolvimento da tecnologia de processo subjacente de 1,4 nanómetros, tirando partido das capacidades de investigação da Big Blue para acelerar o calendário. A Synopsys, uma empresa líder em automatização de design eletrónico, está a participar no desenvolvimento do sensor de imagem da Canon, sugerindo que a Rapidus está a construir a infraestrutura para apoiar projetos complexos e multipartidários de semicondutores.
A concentração de atividade em Hokkaido tem implicações económicas regionais. A ilha do norte oferece vantagens, incluindo climas mais frios que reduzem os custos de arrefecimento das instalações de fabrico, embora os custos energéticos no Japão, pobre em recursos, continuem a subir em meio à instabilidade global. A Rapidus aposta que a combinação de apoio governamental, parcerias técnicas e vantagens geográficas pode superar os desafios estruturais do fabrico no Japão.
Competir contra gigantes da indústria
O calendário que a Fujitsu e a Rapidus enfrentam é assustador. A TSMC iniciou a produção em massa de chips de 2 nanómetros em 2025 e mantém relações com potências da IA, incluindo a Nvidia e a Apple. A Intel já começou a produção em massa no seu nó 18A (equivalente a cerca de 1,8 nanómetros), revelando processadores Panther Lake construídos com o processo avançado. A Rapidus só pretende atingir a produção a 2 nanómetros no final de 2027, seguida dos 1,4 nanómetros por volta de 2029.
Esta diferença é importante porque o fabrico de semicondutores apresenta fortes efeitos de rede. A liderança precoce da TSMC na embalagem avançada, a sua experiência de produção em grande volume e os seus ecossistemas de design estabelecidos criam barreiras que os novos operadores têm dificuldade em ultrapassar. As taxas de rendimento, a percentagem de chips funcionais produzidos a partir de cada wafer de silício, determinam frequentemente a viabilidade económica. O novo Centro de Análise e as capacidades de diagnóstico da Rapidus sugerem consciência destes desafios, mas alcançar rendimentos competitivos a 1,4 nanómetros continua por provar.
Os custos energéticos apresentam complicações adicionais. O fabrico de semicondutores exige enormes inputs de eletricidade e água. As restrições de recursos do Japão e o aumento dos custos dos materiais em meio à instabilidade no Médio Oriente poderão colocar a Rapidus em desvantagem face a concorrentes que operam em regiões com energia mais barata ou cadeias de abastecimento estabelecidas. A disponibilidade do governo para subsidiar tanto os custos de desenvolvimento como de produção reflete o reconhecimento de que as forças de mercado por si só não conseguem estabelecer capacidade de fabrico nacional.
Em resumo
- A Fujitsu está a desenvolver uma unidade de processamento neural de 1,4 nanómetros para inferência de IA, com produção prevista pela Rapidus em Hokkaido até ao final da década.
- O Japão comprometeu 16,3 mil milhões de dólares em financiamento total à Rapidus até março de 2027, incluindo um recente subsídio adicional de 4 mil milhões de dólares especificamente destinado a apoiar o trabalho para a Fujitsu.
- A NPU será integrada com as CPU Monaka-X da Fujitsu para aplicações de centros de dados e supercomputação, incluindo o sistema Fugaku NEXT previsto para 2030.
- A Rapidus pretende iniciar a produção em massa a 2 nanómetros no final de 2027, com o fabrico a 1,4 nanómetros a começar por volta de 2029 numa segunda fábrica.
- A NEDO, a organização japonesa de desenvolvimento tecnológico, está a financiar cerca de dois terços do custo inicial de desenvolvimento de 363 milhões de dólares do projeto de chips de IA.
- A Fujitsu mantém parcerias paralelas com a Nvidia e a AMD, equilibrando os esforços de independência nacional com o acesso imediato à tecnologia internacional de ponta.
- A Canon e a IBM Japan representam clientes adicionais da Rapidus, indicando primeiros passos rumo a um ecossistema nacional de semicondutores.
