本文由大国重器（ID:ElectronicComponent）授权转载，作者： 长青

上图中的微电子芯片都是DARPA MOT此前项目所获代表性成果

美国国防先期研究计划局（DARPA）和半导体产业联盟（SIA）将共同启动一个总投资超过2亿美元的“电子复苏”新倡议。在美国国防部2018财年预算中为该项目拨款7500万美元，并以此拉动商业部分的投资，使总投资超过2亿美元。

该倡议的目标是启动电子新纪元。在该纪元中，性能的进步将不再通过器件持续小型化来实现，而是通过全新微系统材料、设计和架构的研究和发展来实现。

当前微系统技术团体正在面临一系列长期发展障碍。开始于二战后晶体管发明的微电子革命，带来了今天集成有数以亿计晶体管数字开关的芯片，但目前已到了一个转折点。过了该转折点，创新者已经不能仅仅依靠在越来越小的空间内塞入越来越多的电子器件来获得益处。

挂帅该项目的DARPA微系统技术办公室（MTO）主任Bill Chappell指出：“近七十年以来，美国在电子创新领域的世界领导力已经为美国带来了经济和安全优势。如果我们想持续保持领先，就必须发起一场不再依赖于传统发展方法的电子革命。这是该新倡议的关键点，通过电路专门化来拥抱进展，以及来讨论下一阶段发展的复杂性，这些将对商业和国防安全将产生广泛影响。”

想要了解新倡议预期所能带来变化的巨大，可以看看在1948年7月1日悄然走入公众视野的上一次范式变化。彼时，“晶体管”一词在《纽约时报》D4页首次低调亮相。当天的“无线电新闻”专栏以介绍两个新电台节目开始，但以一些模糊不清的科技新闻结尾：“一种被称为晶体管的器件昨天首次被证实在无线电中有几种应用，而无线电通常采用的是真空管。”

从真空管向晶体管的转变被证明是具有里程碑式意义的，开启了超过70余年、基于这些不断增长的小型化器件的电子产业发展。如，在晶体管问世10年之后，美国德州仪器公司的Jack Kilby展示了第一个集成电路——这是一个伟大的突破，自此所有电路组成单元都可以共享由半导体材料制成的单个芯片，并且开启出一条看似不可思议的晶体管持续微型化的无情快速路。

在现代化方面，没有什么能比大量用于当前各技术领域的不计其数的微电子芯片更具代表性。这条从20世纪40年代分立器件到现如今在单个芯片上集成数十亿晶体管道路的核心是“微缩”。但任何一条水平道路都有终点。正如著名的摩尔定律所描述的那样，电子器件神奇般的小型化正以越来越低的单位成本产出越来越强的计算能力，但这种小型化正面临物理和经济上的发展限制。随着转折点的来临，在微电子领域的持续发展需要一个全新的创新阶段来保持电子创新的现代奇迹继续发展。

这一转折点不仅标志着人类历史上一个最重要的技术发展轨迹的改变，还是一个新技术创新和发展时代的开启。这正是DARPA新倡议的提出缘由。

新倡议将聚焦电子器件用新材料、可将器件集成为复杂电路的全新架构、能使微系统设计以前所未有的高效率转化为现实的软硬件设计创新，目标是保证在不依赖于传统等比例缩放思路的条件下，实现电子器件性能的持续提升。具体包括三个方面：

Chappell表示：“计算技术、通信技术、导航技术以及数不清其他技术都依赖的微电子技术的发展和日益复杂是令人震惊的，并且基本上都是基于同样的硅基方法。我们看看在刚刚过去的十年时间里，仅仅由于移动电话技术的发展就给这个世界带来了多么大的变化。为了在传统等比例缩放方法逐渐失效的情况下，继续保持向前发展的步伐，我们需要打破传统，接受新倡议所提出的各种创新思路。我们期待与商业部门、国防工业基础、高校、国家实验室和其他技术创新的基地紧密合作，共同发起一场新的电子技术革命。”

DARPA表示，除了推进用于国家安全半导体技术领域的发展，该研究的涟漪效应将在半导体应用的所有范围内发挥作用，包括通信、计算机、健康护理、运输和清洁能源。

接下来的几个月，DARPA MTO将通过技术讨论、工作组和其他渠道来联系微电子团体，建立一个协作、共享的研究议程。这些将对DARPA最近启动的“联合高校微电子项目”（JUMP）形成补充，该项目是在基础电子领域最大的高校联合研究，由DARPA和半导体研究联盟共同提供资金支持。

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