DARPA推出電子產(chǎn)業(yè)振興計劃 后摩爾定律發(fā)展方向能否確立

 DARPA將在今年七月啟動一項2億美元的計劃，并針對后摩爾定律時代的發(fā)展方向?qū)で髲V泛的意見，以提振美國電子產(chǎn)業(yè)...

為了提振美國電子產(chǎn)業(yè)，業(yè)界將啟動一項耗資近50億美元的計劃，幾位高階主管也將在最近的第一場活動中齊聚一堂。隨后在矽谷還將舉相關(guān)活動，針對后摩爾定律(post-Moore’s-law)時代的新材料、架構(gòu)與設(shè)計流程，在科技界尋求更多更廣泛的意見。

由美國國防部先進(jìn)計劃署 (DARPA)推動的電子產(chǎn)業(yè)振興計劃(ERI)計劃旨在滿足軍事與科技產(chǎn)業(yè)的需求。DARPA計劃支出2億美元，其中的7,500萬美元資金將由2018年財政預(yù)算撥出。

DARPA微系統(tǒng)技術(shù)辦公室(MTO)總監(jiān)Bill Chappell負(fù)責(zé)監(jiān)督此計劃，他指出這項計劃沒有特別要求業(yè)界分擔(dān)計劃的費(fèi)用，但應(yīng)該以公司努力所得來的商業(yè)價值來衡量…[而]我們認(rèn)為適合的成本分擔(dān)比重是1：1。

DARPA將于九月利用活動中所得到的回饋意見來征求計劃提案，每個獲選的計劃可自行擬定時程表與交付成果，但DARPA計劃的時間通常只有四年。

這項計劃的花費(fèi)不小，但比起這項計劃的遠(yuǎn)大抱負(fù)來說，這筆金額不算太大。此計劃旨在加速后摩爾定律時代的研究，Gordon Moore曾在他的文章中定義芯片微縮的概念。

DARPA的ERI網(wǎng)站中提到，它們包含“整合新材料與功能建構(gòu)模組、自動化設(shè)計以及大型功能建構(gòu)模組與架構(gòu)的再利用”。

七月中有兩場活動將可促進(jìn)ERI計劃提案在產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界中順利推廣并獲得投資 。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(Semiconductor Industry Association;SIA)的高層 上個月在部落格文章中稱許這項措施，但也指出該措施提出的時間正值其他半導(dǎo)體相關(guān)工作與單位進(jìn)行經(jīng)費(fèi)削減。

首先是7月11日在美國華盛頓特區(qū)(Washington D.C.)舉辦的高峰會，僅限于65位國防承包商的高階主管與會，他們將會在部份的計劃提案中采用新科技。此外，7月18～19日在圣荷西舉辦的兩天座談會中，“希望能邀集業(yè)界對于研究開發(fā)投資的愿景、目標(biāo)與指標(biāo)提出看法與意見。”

在這兩場活動中，DARPA與業(yè)界合作伙伴將會分享如何為該計劃提案的要點(diǎn)與細(xì)節(jié)，這些活動提供與會人士一個互動交流的機(jī)會，借此尋找合作伙伴。此外，在圣荷西的活動中，與會者將以五分鐘的時間向DARPA專案經(jīng)理說明自己的提案內(nèi)容。

DARPA在2012年的報告中提倡以硬件專用化克服CMOS元件微縮挑戰(zhàn)

尋找材料、架構(gòu)與EDA工具

在活動中，DARPA將會針對ERI計劃的三大重點(diǎn)區(qū)域——材料、架構(gòu)與設(shè)計自動化提供更多細(xì)節(jié)。

關(guān)于材料部份，研究人員將調(diào)查矽元素以外的周期表，作為超低功耗存儲器或邏輯和存儲器合并區(qū)塊的發(fā)展基礎(chǔ) 。他們也將探索能為光學(xué)運(yùn)算、模擬電路、被動元件、光子元件 與非揮發(fā)性存儲器開啟新市場 的材料。

這項工作可能會吸引其他DARPA既有計劃，像是為雷達(dá)芯片研究混合代工制程的多樣化可用異質(zhì)整合(Diverse Accessible Heterogeneous Integration;DAHI)計劃，或是為SoC定義模組化IP區(qū)塊的共同異質(zhì)整合與智財權(quán)再使用策略(Common Heterogeneous Integration and Intellectual Property (IP) Reuse Strategies;CHIPS)計劃。

DARPA還提出一些前瞻性計劃的例子，像是3D交錯式陣列、憶阻器網(wǎng)路和碳奈米管(CNT)電腦。

關(guān)于芯片架構(gòu)，ERI計劃將尋找較大范圍的新領(lǐng)域，像是智慧編譯器 動態(tài)地重新配置系統(tǒng)，也包含最近在計算機(jī)協(xié)會(ACM)活動中小組座談與會者所預(yù)測的——隨著摩爾定律式微，特定領(lǐng)域架構(gòu)將會出現(xiàn)。

舉例來說，DARPA上個月概述了在分層辨識驗證利用(HIVE)計劃中針對繪圖處理器的研究，并引用2012年的報告，提倡以硬體專用化來處理CMOS元件微縮的問題。

關(guān)于設(shè)計自動化，研究人員提到“，隨著電晶體的尺寸日漸縮小，設(shè)計的復(fù)雜度急劇增加，需要雇用大型、高度專業(yè)化的設(shè)計團(tuán)隊”，采用昂貴的電子設(shè)計自動化(EDA)工具以及36個月的設(shè)計周期 。

它要求采用像是機(jī)器學(xué)習(xí)(machine learning)設(shè)計和驗證工具之類的替代方案，用于IC、封裝和電路板的非人機(jī)回圈(no-human-in-the-loop)實體布局。

DARPA指出，其于2016年支持的一項計劃花費(fèi)不到1百萬美金，成功地制造了內(nèi)含45億個電晶體芯片的16nm處理器，進(jìn)行這項計劃的Andreas Olofsson本身曾是企業(yè)家與處理器設(shè)計者，現(xiàn)在則是主導(dǎo)一項ERI計劃的經(jīng)理，專注于設(shè)計工具方面。

ERI計劃將補(bǔ)助由DARPA和半導(dǎo)體研究機(jī)構(gòu)(SRC)聯(lián)合成立的聯(lián)合大學(xué)微電子計劃(Joint University Microelectronics Program)，DARPA稱它是大學(xué)研究計劃中，針對基礎(chǔ)電子學(xué)最大的計劃之一。