# Химия для ИИ: как Merck KGaA использует таблицу Менделеева для спасения закона Мура

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=qldifGT1Qg4
Канал: Eye on AI
Опубликовано: 04.12.2024

---

В тени гигантских заводов Intel и tsmc скрывается фундаментальная индустрия, без которой закон Мура давно бы перестал действовать. Кай Бекман, генеральный директор подразделения Electronics компании Merck KGaA, рассказывает, как инновации в материаловедении и «алхимия» микрочипов становятся решающим фактором в гонке за производительность ИИ.

## 🧪 Роль Merck KGaA в экосистеме микрочипов
[[JUMP:02:40]]

Многие потребители ассоциируют бренд Merck исключительно с фармацевтикой, однако американская компания Merck & Co. и немецкая Merck KGaA — это два разных юридических лица. Немецкая материнская компания с 350-летней историей сегодня является ключевым поставщиком для всей полупроводниковой индустрии [04:45]. По утверждению Кая Бекмана, вероятность того, что любой гаджет в розничном магазине (смартфон, телевизор или автомобиль) был произведен с использованием материалов или оборудования Merck, превышает 99% [09:10].

Подразделение электроники Merck не производит сами кремниевые пластины, но обеспечивает практически каждый из более чем тысячи этапов их превращения в чип [08:03]:

*   **Фоторезисты и литография:** материалы для экспонирования структур с помощью экстремального ультрафиолета (EUV).
*   **Тонкопленочное осаждение:** создание слоев, формирующих транзисторы.
*   **Планирование и очистка:** обеспечение идеальной ровности поверхности чипа.
*   **Спецгазы и системы доставки:** оборудование для подачи агрессивных химикатов непосредственно в инструменты на фабриках (fabs).

## 📊 Цикличность рынка и «бум» искусственного интеллекта
[[JUMP:13:52]]

Полупроводниковая индустрия известна своей жесткой цикличностью. Бекман описывает классический цикл как «четыре хороших года, сменяемых четырьмя плохими кварталами» [14:20]. Однако текущая ситуация с ИИ усложняет эту картину, создавая наложение нескольких волн спроса.

Основные тренды текущего рынка по мнению Бекмана:

1.  **Доля ИИ в производстве:** хотя устройства, связанные с ИИ, составляют всего 0,1–0,2% от общего количества произведенных чипов, в денежном выражении они уже достигают 10% рынка [17:45].
2.  **Переход к Edge AI:** текущий этап сосредоточен на обучении больших языковых моделей (LLM) в дата-центрах. Следующий шаг — выполнение нейросетевых задач (инференс) непосредственно на устройствах (смартфонах и ноутбуках), что исключит необходимость постоянной передачи данных в облако [19:40].
3.  **Уровни загрузки фабрик:** производство чипов — бизнес с высокими фиксированными расходами. Фабрики работают либо на 100% мощности, либо их приходится останавливать полностью, так как частичная загрузка ведет к огромным убыткам [15:58].

## 🧬 Периодическая таблица как инструмент инноваций
[[JUMP:09:24]]

Если на заре микроэлектроники для создания чипа требовалось лишь несколько элементов (кремний, алюминий, кислород), то современное производство использует до 80% нерадиоактивных элементов периодической таблицы [10:17]. Бекман цитирует главу Intel Пэта Гелсингера: «Мы не перестанем внедрять инновации, пока не используем всю таблицу Менделеева» [10:31].

Для поиска новых химических формул Merck активно внедряет ИИ в собственные R&D-процессы:

*   **Скорость открытия:** ИИ позволяет отсеять 99 из 100 потенциально неподходящих молекул-прекурсоров еще до начала химического синтеза [23:00].
*   **Сокращение циклов:** использование симуляций и комбинаторного тестирования в лаборатории Intermolecular в Кремниевой долине позволило сократить время разработки новых материалов с 1–2 лет до нескольких недель [23:50].
*   **Отношение ученых:** Бекман утверждает, что химики не боятся потерять работу из-за ИИ, так как технология избавляет их от заведомо неудачных экспериментов, позволяя фокусироваться на успешных прорывах [24:15].

## 🏗️ Будущее после закона Мура: 3D и новые металлы
[[JUMP:28:38]]

Когда традиционное уменьшение размеров транзисторов (shrink) наталкивается на физические и экономические пределы, индустрия переходит к «гетерогенной интеграции».

Ключевые технологические решения, обсуждаемые Бекманом:

*   **Чиплеты и 3D-стекинг:** вместо одного огромного кристалла создаются мелкие блоки (chiplets), которые «склеиваются» вместе. Примером служит архитектура NVIDIA Hopper, объединяющая сотни миллиардов транзисторов и память HBM в единую систему [29:17].
*   **Борьба с задержками:** основная энергия в чипах тратится не на вычисления, а на перемещение данных между памятью и процессором. Чтобы минимизировать задержки (latency), Merck разрабатывает материалы для «сквозных перемычек» через кремний (TSV) [40:53].
*   **Замена меди на молибден:** медь, долгое время бывшая стандартом проводимости, достигает своих пределов при экстремальной миниатюризации. По словам Бекмана, молибден — это «новый фаворит», который показывает лучшие электрические свойства в структурах размером в несколько нанометров [40:26].

## 🌍 Геополитика и инфраструктура
[[JUMP:12:07]]

Merck KGaA вынуждена лавировать между глобальными ограничениями. Около 70% мирового рынка дисплеев сосредоточено в Китае, что делает этот регион критически важным для подразделения дисплейных материалов [12:34]. В то же время, компания строго соблюдает экспортный контроль в сфере передовых полупроводников [12:21].

Бекман отмечает диспропорцию в развитии производства: в то время как США и Азия (Тайвань, Корея, Япония) активно строят новые фабрики, Европа несколько отстает. Тем не менее, он с оптимизмом смотрит на новые европейские проекты, такие как совместный завод ESMC (TSMC, NXP, Infineon, Bosch) в Дрездене [35:30].

---