A aposta do Japão na soberania em chips de IA
O Japão está apostando US$ 16,3 bilhões na retomada de sua posição na indústria global de semicondutores. O governo aprovou recentemente mais 631,5 bilhões de ienes (US$ 4 bilhões) em subsídios para a Rapidus, uma startup nacional de fabricação de chips, como parte de uma estratégia agressiva para produzir, inteiramente em território japonês, os processadores de inteligência artificial mais avançados do mundo. No centro dessa iniciativa está a Fujitsu, conglomerado de tecnologia centenário que desenvolve um chip de inferência de IA de ponta, de 1,4 nanômetro, a ser fabricado pela Rapidus em uma nova instalação em Hokkaido até o fim da década.
Conteúdo
O projeto representa a tentativa mais ambiciosa de Tóquio até agora de reduzir a dependência da Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) e de outros fornecedores estrangeiros, em meio à escalada das tensões geopolíticas e às vulnerabilidades das cadeias de suprimentos. O ministro da Indústria, Ryohei Akazawa, ressaltou a importância estratégica da iniciativa em um evento recente da Rapidus em Hokkaido.
Por melhor que seja a tecnologia de uma empresa, seu negócio fracassará se ela não conquistar clientes interessados em usá-la.
Akazawa explicou que o apoio do governo busca ajudar a Rapidus a gerar demanda e conquistar clientes para além dos esforços de marketing da própria empresa, refletindo o reconhecimento de que a capacidade de fabricação exige um ecossistema sólido de projetistas nacionais de chips dispostos a apostar em uma tecnologia de fabricação ainda não comprovada.
O desafio técnico de 1,4 nanômetro
A unidade de processamento neural (NPU, na sigla em inglês) planejada 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 nanômetro representa a próxima fronteira após a tecnologia de 2 nanômetros e utiliza arquiteturas de transistores gate-all-around (GAA), que prometem ganhos significativos em eficiência energética e densidade computacional. Enquanto TSMC e Samsung disputam a produção em 2 nanômetros, Fujitsu e Rapidus pretendem avançar diretamente para 1,4 nanômetro, especificamente para tarefas de inferência de IA.
A distinção entre chips de treinamento e de inferência é crucial nesse contexto. As unidades de processamento gráfico (GPUs, na sigla em inglês) da Nvidia dominam o treinamento de IA, o processo de ensinar grandes modelos de linguagem a reconhecer padrões. Já a inferência, ou seja, o uso efetivo de modelos treinados para fazer previsões ou tomar decisões, exige arquiteturas diferentes. As unidades de processamento neural realizam esses cálculos com mais eficiência do que as GPUs de uso geral, sobretudo em aplicações de computação de borda e data centers, nas quais o consumo de energia e a latência são importantes. As NPUs são otimizadas para as operações de multiplicação de matrizes comuns em redes neurais e minimizam o consumo de largura de banda de memória e a sobrecarga energética exigidos pela flexibilidade das GPUs.
A Fujitsu pretende integrar essas NPUs a suas unidades centrais de processamento Monaka-X, baseadas em Arm, em um único dispositivo. O Monaka-X é uma evolução do atual chip para data centers da empresa, com 144 núcleos Armv9, fabricado com o processo de 2 nanômetros da TSMC. Até 2029, a Fujitsu espera migrar o Monaka-X para a linha de produção de 1,4 nanômetro da Rapidus, combinando as funções de CPU e NPU no que chama de Fugaku NEXT, sucessor do atual supercomputador de ponta do Japão. Essa integração reduz a movimentação de dados entre chips separados, diminuindo o consumo de energia e aumentando a velocidade de processamento de cargas de trabalho de IA. A Fujitsu também pretende incorporar tecnologia de criptografia diretamente nesses processadores para proteger dados confidenciais durante o processamento, em resposta às crescentes preocupações com soberania e segurança de dados em aplicações de IA.
Rapidus e a aposta na fabricação nacional
Fundada em 2022 com o apoio de oito grandes empresas japonesas, entre elas Toyota, Sony e NEC, a Rapidus carrega a responsabilidade de reavivar a capacidade de fabricação de semicondutores do Japão após décadas de declínio. A empresa está construindo sua primeira fábrica de semicondutores, a IIM-1, em Chitose, Hokkaido, com o objetivo de iniciar a produção em massa de chips de 2 nanômetros no segundo semestre do ano fiscal de 2027. Uma segunda fábrica, cuja construção está prevista para começar em 2027, produziria os chips de 1,4 nanômetro para IA da Fujitsu.
Os marcos técnicos apontam para um otimismo cauteloso. Em julho de 2025, a Rapidus anunciou o início da prototipagem de chips GAA de 2 nanômetros na unidade IIM-1. Mais recentemente, a empresa lançou uma linha de protótipos para etapas posteriores da fabricação e inaugurou a unidade Rapidus Chiplet Solutions (RCS), voltada a embalagens avançadas, essenciais para integrar vários tipos de processadores em um único pacote. O Centro de Análise, situado ao lado da fábrica, agora oferece recursos de análise física, ambiental e química necessários para aprimorar o rendimento da fabricação.
O diretor-executivo Atsuyoshi Koike revelou em fevereiro que a Rapidus está discutindo ativamente possíveis parcerias com diversos clientes potenciais interessados em aplicações de IA, robótica e computação de borda.
Estamos em negociações ativas com mais de 60 clientes potenciais para chips voltados a IA, robótica e computação de borda.
Embora a IBM e a startup de design de chips Tenstorrent despontem como principais candidatas à capacidade inicial de produção em 2 nanômetros, a Fujitsu representa o cliente nacional âncora que Tóquio espera que valide as capacidades da fabricante.
Financiando o futuro
A estrutura financeira que sustenta essa iniciativa envolve os setores público e privado. A Organização para o Desenvolvimento de Novas Energias e Tecnologias Industriais do Japão (NEDO, na sigla em inglês), vinculada ao Ministério da Economia, Comércio e Indústria, espera cobrir aproximadamente dois terços do custo inicial estimado em 58 bilhões de ienes (US$ 363 milhões) para o desenvolvimento da NPU da Fujitsu. O programa de subsídios tem como objetivo específico criar semicondutores de IA energeticamente eficientes que possam ser fabricados no país.
O compromisso mais amplo do governo vai muito além do projeto específico da Fujitsu. Até março de 2027, o investimento público e privado total na Rapidus chegará a 2,6 trilhões de ienes (US$ 16,3 bilhões), incluindo o subsídio adicional de 631,5 bilhões de ienes aprovado recentemente. O Japão planeja investir mais de 10 trilhões de ienes (US$ 62,8 bilhões) em chips e IA até o ano fiscal de 2030, classificando os semicondutores como produtos críticos específicos para a segurança nacional. A primeira-ministra Sanae Takaichi ressaltou a necessidade de ampliar os investimentos em áreas essenciais para a segurança nacional, sobretudo enquanto o Japão busca se proteger contra choques externos e riscos, como os recentes episódios de agravamento das tensões regionais.
Um comitê externo inspecionou a fábrica da Rapidus em Hokkaido e aprovou seu progresso tecnológico antes da autorização do financiamento mais recente, indicando que especialistas independentes veem caminhos viáveis para a empresa alcançar suas ambiciosas metas de produção.
Parcerias paralelas da Fujitsu
Embora a colaboração com a Rapidus enfatize a independência tecnológica, a Fujitsu não aposta exclusivamente nas capacidades nacionais. A empresa mantém uma complexa rede de parcerias internacionais que ilustra os desafios práticos de alcançar a soberania total em semicondutores. Em outubro de 2025, a Fujitsu anunciou uma colaboração com a Nvidia para desenvolver em conjunto chips de IA destinados a data centers japoneses até 2030, conectando as CPUs da Fujitsu às GPUs da Nvidia em substratos compartilhados.
Além disso, a Fujitsu trabalha com a AMD em iniciativas separadas para chips de IA. A atual CPU Monaka da empresa depende do processo de 2 nanômetros da TSMC, mostrando que, mesmo com a construção de alternativas nacionais pelo Japão, a tecnologia de ponta ainda passa por Taiwan e outros polos de fabricação consolidados. Essa estratégia de duas frentes permite que a Fujitsu mantenha sua competitividade enquanto desenvolve capacidades nacionais que podem levar anos para amadurecer.
O projeto do supercomputador Fugaku NEXT exemplifica essa estratégia. Com previsão de entrar em operação por volta de 2030 e meta de alcançar um desempenho 100 vezes superior ao do atual sistema Fugaku, a máquina de próxima geração provavelmente combinará diversas tecnologias de processadores. Embora as CPUs Monaka-X possam vir da linha de produção de 1,4 nanômetro da Rapidus, o sistema quase certamente incorporará GPUs e outros aceleradores de fornecedores internacionais para atingir seus objetivos computacionais.
A construção de um ecossistema mais amplo
A Fujitsu não é a única cliente da Rapidus, embora seja a mais importante em termos de ambição tecnológica. A Canon se comprometeu a encomendar semicondutores de processamento de imagem para câmeras digitais e dispositivos de vigilância, usando o processo de 2 nanômetros da Rapidus; a produção experimental já está em andamento. A IBM Japan também recebe apoio da NEDO para desenvolver chips de IA energeticamente eficientes que poderão ser fabricados pela Rapidus. Até 17,5 bilhões de ienes foram destinados especificamente aos projetos da IBM, em comparação com 58,5 bilhões de ienes para a Fujitsu.
Esse ecossistema emergente vai além de simples contratos de fabricação. A Rapidus firmou parceria com a IBM para desenvolver a tecnologia subjacente ao processo de 1,4 nanômetro, aproveitando a capacidade de pesquisa da Big Blue para acelerar o cronograma. A Synopsys, importante empresa de automação de projetos eletrônicos, participa do desenvolvimento de sensores de imagem da Canon, sinalizando que a Rapidus está construindo a infraestrutura necessária para apoiar projetos complexos de semicondutores com vários parceiros.
A concentração de atividades em Hokkaido tem implicações econômicas regionais. A ilha do norte oferece vantagens, como um clima mais frio, que reduz os custos de refrigeração das fábricas de semicondutores. No entanto, os custos de energia continuam subindo no Japão, país com poucos recursos naturais, em meio à instabilidade global. A Rapidus aposta que a combinação de apoio governamental, parcerias técnicas e vantagens geográficas permitirá superar os desafios estruturais da fabricação no Japão.
A disputa com as gigantes do setor
O cronograma que Fujitsu e Rapidus enfrentam é desafiador. A TSMC iniciou a produção em massa de chips de 2 nanômetros em 2025 e mantém relações com gigantes da IA, como Nvidia e Apple. A Intel já começou a produção em massa em seu nó 18A (aproximadamente equivalente a 1,8 nanômetro) e apresentou os processadores Panther Lake, fabricados com esse processo avançado. A Rapidus planeja iniciar a produção de 2 nanômetros apenas no fim de 2027, seguida pela de 1,4 nanômetro por volta de 2029.
Essa diferença importa porque a fabricação de semicondutores apresenta fortes efeitos de rede. A vantagem inicial da TSMC em embalagens avançadas, sua experiência em produção em grande volume e seus ecossistemas de projeto consolidados criam barreiras difíceis de superar para novos concorrentes. As taxas de rendimento, que indicam a porcentagem de chips funcionais produzidos a partir de cada wafer de silício, muitas vezes determinam a viabilidade econômica. O novo Centro de Análise da Rapidus e seus recursos de diagnóstico demonstram que a empresa está ciente desses desafios, mas ainda não está comprovado que conseguirá obter rendimentos competitivos em 1,4 nanômetro.
Os custos de energia trazem outras complicações. A fabricação de semicondutores exige enormes quantidades de eletricidade e água. As limitações de recursos do Japão e o aumento dos custos de materiais em meio à instabilidade no Oriente Médio podem colocar a Rapidus em desvantagem em relação a concorrentes que operam em regiões com energia mais barata ou cadeias de suprimentos consolidadas. A disposição do governo de subsidiar tanto os custos de desenvolvimento quanto os de produção reflete o reconhecimento de que as forças de mercado, por si só, não conseguem estabelecer uma capacidade nacional de fabricação.
Em resumo
- A Fujitsu está desenvolvendo uma unidade de processamento neural de 1,4 nanômetro para inferência de IA, com produção pela Rapidus em Hokkaido prevista para o fim da década.
- O Japão se comprometeu a destinar US$ 16,3 bilhões à Rapidus até março de 2027, incluindo um subsídio adicional recente de US$ 4 bilhões destinado especificamente a apoiar o trabalho para a Fujitsu.
- A NPU será integrada às CPUs Monaka-X da Fujitsu para aplicações em data centers e supercomputadores, incluindo o sistema Fugaku NEXT, planejado para 2030.
- A Rapidus pretende iniciar a produção em massa de chips de 2 nanômetros no fim de 2027, seguida pela fabricação de chips de 1,4 nanômetro por volta de 2029 em uma segunda fábrica.
- A NEDO, organização japonesa de desenvolvimento tecnológico, financiará cerca de dois terços do custo inicial de US$ 363 milhões do projeto do chip de IA.
- A Fujitsu mantém parcerias paralelas com Nvidia e AMD, conciliando os esforços por independência nacional com o acesso imediato a tecnologias internacionais de ponta.
- A Canon e a IBM Japan são clientes adicionais da Rapidus, indicando os primeiros passos para a formação de um ecossistema nacional de semicondutores.
