挑戰(zhàn)摩爾定律的新思維，美國 ERI計劃將光子學帶入芯片

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

　　在2017年6月DARPA的電子復興計劃(ERI)宣布將在未來五年內(nèi)對國內(nèi)電子系統(tǒng)提供高達15億美元的投資，以解決電子技術進步的阻礙，并進一步將國防企業(yè)的技術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宣布已進入計劃的第二階段，并表示前期對新興材料及技術的探索已有相當成績。

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

　　此技術通過用光學元件取代電學元件，將可降低將數(shù)百個處理器連接在一起所需的工藝及能源需求，并實現(xiàn)大規(guī)模并行，將能有效支持數(shù)據(jù)密集型應用，如人工智能等技術。且PIPES還將致力于建立一個國內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)，令商業(yè)及國防上能不斷獲得先進技術的支援。

　　此項目首先關注的是先進集成電路封裝的高性能光學I/O技術的發(fā)展，包括現(xiàn)場可編程邏輯陣列、圖形處理單元及專用集成電路。其次，將研究新型器件技術和先進鏈路，以實現(xiàn)高度可擴展性及封裝I/O。但這種新型的系統(tǒng)架構及大型分布式并行計算的發(fā)展將可能具有上千個節(jié)點，極為復雜且非常難以管理。而為了解決這個問題，第三項重點將研發(fā)低損耗光學封裝方法，以實現(xiàn)高溝道密度和高端口數(shù)量，及可重構、低功耗的光學開關技術。

　　當然DARPA也強調(diào)，還是會著力在ERI計劃中各個項目的聯(lián)系，并應用在先進衛(wèi)星系統(tǒng)、大規(guī)模識別系統(tǒng)以及網(wǎng)絡安全等，掌握這些新興技術的潛在風險，并保證這些項目將有助于維持國家安全。