挑戰摩爾定律的新思維，美國 ERI計劃將光子學(xué)帶入芯片

　　為了應對未來(lái)微電子技術(shù)即將面臨的挑戰，美國國防部提出了電子復興計劃，通過(guò)資助新興技術(shù)，來(lái)尋求摩爾定律盡頭的出路，而目前已進(jìn)入第二階段。

　　在2017年6月DARPA的電子復興計劃(ERI)宣布將在未來(lái)五年內對國內電子系統提供高達15億美元的投資，以解決電子技術(shù)進(jìn)步的阻礙，并進(jìn)一步將國防企業(yè)的技術(shù)需求和能力與電子行業(yè)的商業(yè)和制造相結合。在今年11月初，DARPA宣布已進(jìn)入計劃的第二階段，并表示前期對新興材料及技術(shù)的探索已有相當成績(jì)。

　　DARPA微系統技術(shù)辦公室主任BillChappell表示，現今的潮流正是從通用硬件轉移到專(zhuān)業(yè)系統，而為了創(chuàng )造獨特和差異化的國內制造能力，ERI第二階段將探索為傳統互補式金屬氧化物半導體(CMOS)的器件縮放及替代載體。而首個(gè)項目將會(huì )是極端可擴展性光子學(xué)封裝(PhotonicsinthePackageforExtremeScalability,PIPES)，它將探索把光子學(xué)技術(shù)帶入芯片的技術(shù)。

　　此技術(shù)通過(guò)用光學(xué)元件取代電學(xué)元件，將可降低將數百個(gè)處理器連接在一起所需的工藝及能源需求，并實(shí)現大規模并行，將能有效支持數據密集型應用，如人工智能等技術(shù)。且PIPES還將致力于建立一個(gè)國內生態(tài)系統，令商業(yè)及國防上能不斷獲得先進(jìn)技術(shù)的支援。

　　此項目首先關(guān)注的是先進(jìn)集成電路封裝的高性能光學(xué)I/O技術(shù)的發(fā)展，包括現場(chǎng)可編程邏輯陣列、圖形處理單元及專(zhuān)用集成電路。其次，將研究新型器件技術(shù)和先進(jìn)鏈路，以實(shí)現高度可擴展性及封裝I/O。但這種新型的系統架構及大型分布式并行計算的發(fā)展將可能具有上千個(gè)節點(diǎn)，極為復雜且非常難以管理。而為了解決這個(gè)問(wèn)題，第三項重點(diǎn)將研發(fā)低損耗光學(xué)封裝方法，以實(shí)現高溝道密度和高端口數量，及可重構、低功耗的光學(xué)開(kāi)關(guān)技術(shù)。

　　當然DARPA也強調，還是會(huì )著(zhù)力在ERI計劃中各個(gè)項目的聯(lián)系，并應用在先進(jìn)衛星系統、大規模識別系統以及網(wǎng)絡(luò )安全等，掌握這些新興技術(shù)的潛在風(fēng)險，并保證這些項目將有助于維持國家安全。