业界寻找后摩尔定律的发展之道

DARPA将在今年七月启动一项2亿美元的计划，并针对后摩尔定律时代的发展方向寻求广泛的意见，以提振美国电子产业...

为了提振美国电子产业，业界将启动一项耗资近50亿美元的计划，几位高阶主管也将在最近的第一场活动中齐聚一堂。随后在矽谷还将举相关活动，针对后摩尔定律(post-Moore’s-law)时代的新材料、架构与设计流程，在科技界寻求更多更广泛的意见。

由美国国防部先进计划署 (DARPA)推动的电子产业振兴计划(ERI)计划旨在满足军事与科技产业的需求。DARPA计划支出2亿美元，其中的7,500万美元资金将由2018年财政预算拨出。

DARPA微系统技术办公室(MTO)总监Bill Chappell负责监督此计划，他指出这项计划没有特别要求业界分担计划的费用，但应该以公司努力所得来的商业价值来衡量…[而]我们认为适合的成本分担比重是1：1。

DARPA将于九月利用活动中所得到的回馈意见来征求计划提案，每个获选的计划可自行拟定时程表与交付成果，但DARPA计划的时间通常只有四年。

这项计划的花费不小，但比起这项计划的远大抱负来说，这笔金额不算太大。此计划旨在加速后摩尔定律时代的研究，Gordon Moore曾在他的文章中定义芯片微缩的概念。

DARPA的ERI网站中提到，它们包含“整合新材料与功能建构模组、自动化设计以及大型功能建构模组与架构的再利用”。

七月中有两场活动将可促进ERI计划提案在产业界与学术界中顺利推广并获得投资 。半导体产业协会(Semiconductor Industry Association；SIA)的高层 上个月在部落格文章中称许这项措施，但也指出该措施提出的时间正值其他半导体相关工作与单位进行经费削减。

首先是7月11日在美国华盛顿特区(Washington D.C.)举办的高峰会，仅限于65位国防承包商的高阶主管与会，他们将会在部份的计划提案中采用新科技。此外，7月18～19日在圣荷西举办的两天座谈会中，“希望能邀集业界对于研究开发投资的愿景、目标与指标提出看法与意见。”

在这两场活动中，DARPA与业界合作伙伴将会分享如何为该计划提案的要点与细节，这些活动提供与会人士一个互动交流的机会，借此寻找合作伙伴。此外，在圣荷西的活动中，与会者将以五分钟的时间向DARPA专案经理说明自己的提案内容。

寻找材料、架构与EDA工具

在活动中，DARPA将会针对ERI计划的三大重点区域——材料、架构与设计自动化提供更多细节。

关于材料部份，研究人员将调查矽元素以外的周期表，作为超低功耗存储器或逻辑和存储器合并区块的发展基础 。他们也将探索能为光学运算、模拟电路、被动元件、光子元件 与非挥发性存储器开启新市场 的材料。

这项工作可能会吸引其他DARPA既有计划，像是为雷达芯片研究混合代工制程的多样化可用异质整合(Diverse Accessible Heterogeneous Integration；DAHI)计划，或是为SoC定义模组化IP区块的共同异质整合与智财权再使用策略(Common Heterogeneous Integration and Intellectual Property (IP) Reuse Strategies；CHIPS)计划。

DARPA还提出一些前瞻性计划的例子，像是3D交错式阵列、忆阻器网路和碳奈米管(CNT)电脑。

关于芯片架构，ERI计划将寻找较大范围的新领域，像是智慧编译器 动态地重新配置系统，也包含最近在计算机协会(ACM)活动中小组座谈与会者所预测的——随着摩尔定律式微，特定领域架构将会出现。

举例来说，DARPA上个月概述了在分层辨识验证利用(HIVE)计划中针对绘图处理器的研究，并引用2012年的报告，提倡以硬体专用化来处理CMOS元件微缩的问题。

关于设计自动化，研究人员提到“，随着电晶体的尺寸日渐缩小，设计的复杂度急剧增加，需要雇用大型、高度专业化的设计团队”，采用昂贵的电子设计自动化(EDA)工具以及36个月的设计周期 。

它要求采用像是机器学习(machine learning)设计和验证工具之类的替代方案，用于IC、封装和电路板的非人机回圈(no-human-in-the-loop)实体布局。

DARPA指出，其于2016年支持的一项计划花费不到1百万美金，成功地制造了内含45亿个电晶体芯片的16nm处理器，进行这项计划的Andreas Olofsson本身曾是企业家与处理器设计者，现在则是主导一项ERI计划的经理，专注于设计工具方面。

ERI计划将补助由DARPA和半导体研究机构(SRC)联合成立的联合大学微电子计划(Joint University Microelectronics Program)，DARPA称它是大学研究计划中，针对基础电子学最大的计划之一。