Kiip – väljast pisike, seest suur

15.07.2024
Kiip – väljast pisike, seest suur. 15.07.2024. Juunis sai maailma väärtuslikumaks börsifirmaks kiibitootja Nvidia, põhjuseks plahvatuslik nõudlus tehisintellekti toimimiseks vajalike kiipide järele. Euroopa Liit on tunnistanud omaenda kiipide vajadust. Võimalus oleks ka Eestil – ent me ei haara sellest kinni, leiab TalTechi professor Jaan Raik. Nvidia edu pole juhuslik. Tänapäeval läheb kiipe vaja igal pool – nutikellades, autos, rahakoti vahele pressitud kaartides, viimasel ajal plahvatuslikult levima hakanud tehisintellektirakendustes. Seejuures sõltub kiipide disain rakendusest ja nõnda ei saa näiteks käekella kiipi valvekaameras väga hästi kasutada. Kiibitehnoloogia pole aastakümnetega oluliselt muutunud – endiselt kasutatakse fotokeemilisi protsesse. Kõvasti on muutunud aga mõõtmed ja parameetrid. Professor Raik meenutab, et kui 1990. aastatel tehnikaülikoolis kiibilaboriga alustades olid esimese seal loodud kiibi mõõtmed ühe mikroni kandis, siis tänapäeval on mõõtühikuks tuhat korda väiksem nanomeeter. „Kui me mõtleme kiibi pindalale, siis samale pinnale saab panna tuhat korda tuhat ehk miljon korda rohkem asju kui algusaegadel,“ sõnab Raik. Euroopa kuulutas läinud aastal välja plaani kulutada 43 miljardit eurot kiibitehnoloogia arendamisele. Kiibiakt (European Chips Act) näeb ette turuosa suurendamist 20 protsendini. Põhjuseid selleks leiab. „Hiljutised autode või meditsiiniseadmete tarneraskused tulenesid kiipide vähesusest. Mõnel juhul tuli tehas sootuks kinni panna,“ selgitab Euroopa Komisjon kiibiakti vajadust oma kodulehel. Plaan näeb ette ka kiibitehase rajamist Euroopasse, mis vähendaks sõltuvust teistest piirkondadest. Oma kiibiaktiga tuli aasta varem välja ka USA. Nende plaan on kulutada kiipide tootmiseks ja arendamiseks kuni 280 miljardit dollarit, sealhulgas tehas(t)e rajamisele 39 miljardit eurot, lisaks 25-protsendiline maksusoodustus tehase sisseseadele ning 13 miljardit dollarit teadustööle ja inimeste koolitamisele. Eesti suurepärane võimalus Praegu valmib lõviosa, s.t üle 60 protsendi kiipidest Taiwanis, kus asuvad ka maailma kõige eesrindlikumad kiibitehased. Samas mõeldakse kiibitootja all enamasti firmat, mis kiipi disainib. Oma tehast kiibitootjatel tavaliselt polegi. „Tuleb pöörata tähelepanu sellele, et kiibitehasel oleks ka midagi toota,“ tähendab professor. Euroopa suur probleem on kiibiinseneride puudus. Euroopa loodab kasvatada vastavate inseneride numbrit kaheksakordseks ehk 50 000 inimese võrra. Raik hinnangul tähendab see Eesti mastaabis sadakonda kiibiinseneri. Nende inimeste koolitamine ei käi väga kiirelt. Disaini algusest kuni päris kiipide saabumiseni läheb kuskil aasta. „Kui sa asja oskad, siis võtab koolitamine umbes aasta, aga nullist alustades kulub õppimise ja katsetamise käigus esimese õnnestumiseni kolm-neli aastat, seda juhul, kui sul on olemas väga hea tugiõpetaja,“ sõnab Raik. Kiipide tootmine annaks Eestile suurepärase võimaluse. Raiki juhitav usaldusväärsete arvutisüsteemide keskus on viimase kaheksa aasta jooksul tootnud kaheksa erinevat kiipi. Raiki sõnul on kiipide tootmiseks olemas sisuliselt kogu vajalik infrastruktuur. Praegu kasutatakse seda struktuuri akadeemiliseks otstarbeks. Aga kõik programmid ja vahendid ja tehnoloogiad on samad, mida kasutab kommertsmaailm. „Küsimus on, kuidas levitada seda võimekust TalTechist välja, ettevõtlusesse,“ ütleb Raik. Siiani on huvi olnud lahja. Eestlased küll tegutsevad kiibidisaini valdkonnas, aga seda peamiselt allhanke korras, teenuse, mitte eraldi intellektuaalomandi kujul. Seega ei maksa imestada Eesti pidevat langust konkurentsivõime edetabelites. Samuti on meil olemas kiibidisainereid. Küll aga on puudus ettevõtetest, mis suudaksid töötada välja tehases tootmiseks sobiva kiibi. Ja sellist võimekust vajaksime hädasti nii kvantarvutuste, materjaliteaduse, astronoomia, tervishoiu kui ka palju vahetumate asjade, näiteks sõidukite jaoks. Sest üks pisike kiip teeb kõik need muud asjad võimalikuks.
Ajakirjanik
TalTechi professor Jaan Raik | Foto: TalTech

TalTechi professor Jaan Raik | Foto: TalTech

Kiipide tootmine on Eesti jaoks suure potentsiaaliga, aga siiani kasutamata võimalus, leiab TalTechi professor Jaan Raik.

Juunis sai maailma väärtuslikumaks börsifirmaks kiibitootja Nvidia, põhjuseks plahvatuslik nõudlus tehisintellekti toimimiseks vajalike kiipide järele. Euroopa Liit on tunnistanud omaenda kiipide vajadust. Võimalus oleks ka Eestil – ent me ei haara sellest kinni, leiab TalTechi professor Jaan Raik.

Nvidia edu pole juhuslik. Tänapäeval läheb kiipe vaja igal pool – nutikellades, autos, rahakoti vahele pressitud kaartides, viimasel ajal plahvatuslikult levima hakanud tehisintellektirakendustes. Seejuures sõltub kiipide disain rakendusest ja nõnda ei saa näiteks käekella kiipi valvekaameras väga hästi kasutada.

Kiibitehnoloogia pole aastakümnetega oluliselt muutunud – endiselt kasutatakse fotokeemilisi protsesse. Kõvasti on muutunud aga mõõtmed ja parameetrid. Professor Raik meenutab, et kui 1990. aastatel tehnikaülikoolis kiibilaboriga alustades olid esimese seal loodud kiibi mõõtmed ühe mikroni kandis, siis tänapäeval on mõõtühikuks tuhat korda väiksem nanomeeter. „Kui me mõtleme kiibi pindalale, siis samale pinnale saab panna tuhat korda tuhat ehk miljon korda rohkem asju kui algusaegadel,“ sõnab Raik.

Euroopa kuulutas läinud aastal välja plaani kulutada 43 miljardit eurot kiibitehnoloogia arendamisele. Kiibiakt (European Chips Act) näeb ette turuosa suurendamist 20 protsendini. Põhjuseid selleks leiab. „Hiljutised autode või meditsiiniseadmete tarneraskused tulenesid kiipide vähesusest. Mõnel juhul tuli tehas sootuks kinni panna,“ selgitab Euroopa Komisjon kiibiakti vajadust oma kodulehel. Plaan näeb ette ka kiibitehase rajamist Euroopasse, mis vähendaks sõltuvust teistest piirkondadest.

Oma kiibiaktiga tuli aasta varem välja ka USA. Nende plaan on kulutada kiipide tootmiseks ja arendamiseks kuni 280 miljardit dollarit, sealhulgas tehas(t)e rajamisele 39 miljardit eurot, lisaks 25-protsendiline maksusoodustus tehase sisseseadele ning 13 miljardit dollarit teadustööle ja inimeste koolitamisele.

Professor Jaan Raigi poolt arendatud kiip | Foto: TalTech

Professor Jaan Raigi poolt arendatud kiip | Foto: TalTech

Eesti suurepärane võimalus

Praegu valmib lõviosa, s.t üle 60 protsendi kiipidest Taiwanis, kus asuvad ka maailma kõige eesrindlikumad kiibitehased. Samas mõeldakse kiibitootja all enamasti firmat, mis kiipi disainib. Oma tehast kiibitootjatel tavaliselt polegi.

„Tuleb pöörata tähelepanu sellele, et kiibitehasel oleks ka midagi toota,“ tähendab professor. Euroopa suur probleem on kiibiinseneride puudus. Euroopa loodab kasvatada vastavate inseneride numbrit kaheksakordseks ehk 50 000 inimese võrra.

Raik hinnangul tähendab see Eesti mastaabis sadakonda kiibiinseneri. Nende inimeste koolitamine ei käi väga kiirelt. Disaini algusest kuni päris kiipide saabumiseni läheb kuskil aasta. „Kui sa asja oskad, siis võtab koolitamine umbes aasta, aga nullist alustades kulub õppimise ja katsetamise käigus esimese õnnestumiseni kolm-neli aastat, seda juhul, kui sul on olemas väga hea tugiõpetaja,“ sõnab Raik.

Kiipide tootmine annaks Eestile suurepärase võimaluse. Raiki juhitav usaldusväärsete arvutisüsteemide keskus on viimase kaheksa aasta jooksul tootnud kaheksa erinevat kiipi. Raiki sõnul on kiipide tootmiseks olemas sisuliselt kogu vajalik infrastruktuur. Praegu kasutatakse seda struktuuri akadeemiliseks otstarbeks. Aga kõik programmid ja vahendid ja tehnoloogiad on samad, mida kasutab kommertsmaailm. „Küsimus on, kuidas levitada seda võimekust TalTechist välja, ettevõtlusesse,“ ütleb Raik.

Siiani on huvi olnud lahja. Eestlased küll tegutsevad kiibidisaini valdkonnas, aga seda peamiselt allhanke korras, teenuse, mitte eraldi intellektuaalomandi kujul. Seega ei maksa imestada Eesti pidevat langust konkurentsivõime edetabelites. Samuti on meil olemas kiibidisainereid. Küll aga on puudus ettevõtetest, mis suudaksid töötada välja tehases tootmiseks sobiva kiibi.

Ja sellist võimekust vajaksime hädasti nii kvantarvutuste, materjaliteaduse, astronoomia, tervishoiu kui ka palju vahetumate asjade, näiteks sõidukite jaoks. Sest üks pisike kiip teeb kõik need muud asjad võimalikuks.