美国复兴电子计划探寻微电子新材料新架构和新设计方法

作者: 2017-08-16 19:04 来源:
放大 缩小

DARPA网站61日消息,在国防部2018财年预算中,DARPA将获得7500万美元用于设立一项新的名为电子复兴Electronics Resurgence)的公私合作计划。该计划旨在通过开发全新的微系统材料、设计和架构方式(而不仅限于降低部件尺寸),来克服微电子学在当前技术条件下面临的物理尺寸瓶颈,进一步提高电子器件性能[1]DARPA2018财年预算在电子学、光子学及相关系统方面的研发投资组合超过2亿美元,这项7500万美元的复兴电子计划将是额外补充,同时该计划还将得到企业的大额投资,半导体产业协会(SIA)也将参与合作。

复兴电子计划有3方面研发重点,分别是:电子设备新材料、复杂电路中的器件集成新架构,以及更高效的软硬件设计新工具和新范例。该计划的目标是保证电子设备性能的持续提升,并使器件的物理尺寸不再进一步缩小。

1)材料部分。将探索使用非常规的电路配件而非更小的晶体管来大幅提升电路性能。例如,传统硅材料和锗硅化合物半导体材料能够实现的功能有限,并且仍多数以单层晶片为基础,为克服这些问题,计划将为下一代逻辑和存储器件开发更多可用的半导体材料。计划还将试图研究将不同半导体材料集成在单个芯片上,开发将存储器件和逻辑器件的功能集合于一身的胶粘逻辑器件,以及开发垂直结构的微系统部件集成方式。

2)架构部分。将围绕专用电路结构展开研究。针对特殊用途而进行特殊硬件架构的设计,有助于提升专用器件的性能,进而促进特定技术的发展。如特别针对图形处理单元而进行的硬件架构改进,推动了当前机器学习技术的发展。该计划将探索类似发展机会,如能够根据软件需求而重置物理结构的技术。

3)设计部分。将侧重开发快速设计并实现专用电路的工具。与通用电路不同,专用电子设备更快速、更节能。DARPA一直在军用集成电路方面进行投资,但当前开发成本高昂而且耗时。复兴电子计划将开发具有变革意义的新型设计工具和开源设计范例,使创新者能够更快速、更低成本地为一系列商业应用创建专门的电路设计。       (姜山)



[1] Beyond Scaling: An Electronics Resurgence Initiative. http://www.darpa.mil/news-events/2017-06-01

附件: