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后摩尔|美国国防先期研究计划局正努力从多种角度推动后摩尔时代芯片的发展

随着“摩尔定律”失效,硅芯片逼近物理和经历成本上限,美国国防先期研究计划局(DARPA)试图通过一项价值2亿美元的“电子复兴”计划来振兴美国电子行业。该“电子复兴”计划于2017年7月宣布启动,旨在开放各种前沿发展方向,推动芯片向超越摩尔定律方向发展。其中包括充分利用美国国内芯片产业部门,拓展包括图形处理器(GPU)在内的芯片架构。作为机器学习工具基础,新的可扩展物理架构的GPU架构将更适应GPU所支撑的软件的需求。


DARPA微系统技术办公室的努力

DARPA微系统技术办公室(DARPA MTO)监管的芯片计划将为后摩尔时代奠定基础,该机构的研究重点将包括三点:“在单个芯片上整合不同半导体材料”、“粘性逻辑”器件结合过程和存储功能、微系统组件的纵向而非平面集成。随着芯片技术重点发展受到数据应用的驱动,DARPA表示将投入更多的力量来利用半导体创新,这将导致后摩尔定律的微电子系统有利于军用和商业用户。


DARPA微系统技术部主任William Chappell强调:“我们需要摆脱传统,接受新举措所涉及的各种创新。该计划将通过电路专用化来取得进展,并[将]扭转下一阶段进展的复杂性,这将对商业和国防利益产生广泛的影响。”


此外,国防部还将与硅谷一起,利用硅谷的创新持续突破后摩尔时代的技术发展。


联合大学微电子计划

MTO的芯片研究工作将补充最近由DARPA和美国半导体研究联盟(SRC)联合资助的基础电子研究工作——联合大学微电子计划(JUMP),为期五年。JUMP项目成员包括多个芯片制造商,分别为美国IBM、英特尔、美光科技和中国台湾台积电(TSMC)。SRC成员和DARPA预计将为JUMP项目投资超过1.5亿美元。重点领域包括高频传感器网络、分布式和认知计算以及智能存储器和存储。


“软件定义世界”思路

随着DARPA继续投资器件技术,还在试图利用“软件定义世界”这一概念。DARPA认为,虚拟化和其他软件技术使解决高昂武器成本的一种方式。因此,DARPA还在诸如动态频率共享等应用的算法开发和电路设计等领域投入更多的研究经费,这一能力将使军方能够从拥挤的电磁频谱中挤出更多的空间。

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