近日，美國國防先期研究計(jì)劃局（DARPA）發(fā)布了“芯片”（CHIPS）項(xiàng)目信息征詢書（RFI），項(xiàng)目全稱是“通用異質(zhì)集成和知識(shí)產(chǎn)權(quán)復(fù)用策略”，擬研發(fā)出全新、工業(yè)友好的微系統(tǒng)架構(gòu)，進(jìn)而設(shè)計(jì)和建造新一代微系統(tǒng)，將信號(hào)和數(shù)據(jù)通信所花費(fèi)的時(shí)間和能耗降為在芯片間通信時(shí)的1/10，甚至1/100。

　　項(xiàng)目背景

　　打開任何一個(gè)電子設(shè)備的外殼，都會(huì)發(fā)現(xiàn)通常呈樹葉綠顏色的印刷電路板（PCB），以及“鑲嵌”在其上的數(shù)十種電子元器件，包括處理器、存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)中繼、圖像處理器等器件，還有用于電子元器件互連、像迷宮的精細(xì)浮雕狀電線?？煞駥⒄麄€(gè)PCB的所有功能都以單個(gè)、模塊化、芯片大小的器件來實(shí)現(xiàn)？DARPA希望最新設(shè)立的CHIPS項(xiàng)目能給出答案，將器件小型化帶入全新尺寸維度。

　　研究目標(biāo)和內(nèi)容

　　可概括為兩點(diǎn)：分解和集成，如下圖所示意。

　　分解：首先將復(fù)雜功能進(jìn)行分解，然后開發(fā)出多種具有單一特定功能，可相互進(jìn)行模塊化組裝的“小芯片”（chiplet），如實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)流管理等功能，并最終以此為基礎(chǔ)，建立一個(gè)“小芯片”的物理庫。

　　集成：開發(fā)出新型微系統(tǒng)架構(gòu)，可按需將上述多種“小芯片”以“馬賽克”方式混合集成到類似微型PCB的中介層上，不僅實(shí)現(xiàn)PCB的所有功能，還能將整體尺寸縮小至常規(guī)芯片大小，達(dá)到提高能效的目標(biāo)。

　　產(chǎn)業(yè)合作

　　項(xiàng)目經(jīng)理Daniel Green博士說，CHIPS項(xiàng)目成功的關(guān)鍵是標(biāo)準(zhǔn)和接口，將和多種器件的研用雙方展開密切合作，而非“閉門造車”。

　　DARPA正在通過項(xiàng)目信息征詢書向?qū)W術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界征詢想法，希望通過積極采納產(chǎn)業(yè)界的意見，使研究成果更容易集成到現(xiàn)有商業(yè)半導(dǎo)體代工廠和電子制造廠中。

　　預(yù)期應(yīng)用

　　新的微系統(tǒng)在計(jì)算速度和能耗方面帶來的巨大提升，將有力滿足實(shí)時(shí)視頻流、實(shí)時(shí)語言翻譯、無人機(jī)蜂群協(xié)同移動(dòng)等應(yīng)用中的目標(biāo)和動(dòng)作識(shí)別等需求。Daniel Green表示，“研究成果對(duì)數(shù)據(jù)密集處理應(yīng)用日益重要，因?yàn)槲覀冃枰幚淼臄?shù)據(jù)集正變得越來越大”。

　　意義

　　“小芯片”的研發(fā)方式可將復(fù)雜電路的知識(shí)產(chǎn)權(quán)IP拆解為單一功能IP，國防可以只采購所需專用IP，這樣就可大幅降低購買成本，提高國防部可購買IP的數(shù)量，和提高復(fù)用效率，更好地滿足特定技術(shù)和系統(tǒng)的開發(fā)。

　　Daniel Green說，如果該項(xiàng)目獲得成功，將實(shí)現(xiàn)小型化領(lǐng)域的一次巨大跨越，國防部將獲得更多特定IP功能塊，并能夠更容易和以更低價(jià)格集成到現(xiàn)有系統(tǒng)，對(duì)軍用和民用領(lǐng)域都帶來益處。

　　下一步工作

　　今年夏天稍晚些時(shí)候，在吸納了信息征詢意見的基礎(chǔ)上，DARPA將成立一個(gè)小組來準(zhǔn)備項(xiàng)目公告，明確該項(xiàng)目的技術(shù)目標(biāo)。