【盤點(diǎn)DARPA對(duì)美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在摩爾定律的未雨綢繆】DARPA今年會(huì)議聚焦于集成線路設(shè)計(jì)，為美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在摩爾定律走向極限后做未雨綢繆。

美國(guó)DARPA(DefenseAdvancedResearchProjectsAgency)的今年會(huì)議剛結(jié)束，與去年不同的是今年的議題高度集中于線路設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)要在5年內(nèi)投入15億美元的研發(fā)預(yù)算，目標(biāo)是2025至2030年有機(jī)會(huì)可以開(kāi)展的技術(shù)。

DARPA是一個(gè)聚焦大學(xué)、企業(yè)、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究方向的機(jī)構(gòu)，雖然它帶有濃厚的國(guó)防戰(zhàn)略色彩，但是對(duì)于民用科技也多次產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，譬如已成現(xiàn)代文明基石的Internet，就是由其發(fā)展出的ARPANET與IBM的Bitnet所整合出的架構(gòu)。

在集成線路設(shè)計(jì)方面的題目大致有下列幾個(gè)：芯片架構(gòu)(architecture)的變更、新設(shè)計(jì)流程、機(jī)器學(xué)習(xí)的自動(dòng)化電路設(shè)計(jì)(EDA)、開(kāi)源硬件IP以及3D單片堆疊(monolithicstacking)。

芯片架構(gòu)的變更包括過(guò)去已開(kāi)始著手的基礎(chǔ)層次變更，譬如記憶體存取型態(tài)的更新，還有軟件定義的硬件(software-definedhardware)。軟件定義的硬件是指硬件可以預(yù)知要處理數(shù)據(jù)的種類，因而可以重新配置(reconfigure)線路，變成該數(shù)據(jù)的有效率處理器。另外還有特定領(lǐng)域系統(tǒng)芯片(domainspecificsystem-on-chip)，目的在于在建立基礎(chǔ)架構(gòu)讓一已配備特定資源的芯片能被更廣泛的使用。

新設(shè)計(jì)流程的目的是要讓用極精簡(jiǎn)的人力就能設(shè)計(jì)以前大團(tuán)隊(duì)才能設(shè)計(jì)的芯片，用的方法是使用抽象化和自動(dòng)化的高階程式設(shè)計(jì)系統(tǒng)芯片。除了大幅降低設(shè)計(jì)人力資源門檻外，還很容易變更設(shè)計(jì)，并且能在不同制程平臺(tái)上搬動(dòng)。Synopsis、Cadence、Mentor均參加此一計(jì)劃。

機(jī)器學(xué)習(xí)的自動(dòng)化電路設(shè)計(jì)是另一項(xiàng)可以精簡(jiǎn)人力資源或者是提高生產(chǎn)力的計(jì)劃。當(dāng)設(shè)計(jì)工程師以自動(dòng)化電路設(shè)計(jì)工具設(shè)計(jì)集成線路時(shí)，機(jī)器學(xué)習(xí)也跟著學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)。初步探討的結(jié)果，此一概念可行。由于機(jī)器學(xué)習(xí)需要大數(shù)據(jù)，云的布建是基礎(chǔ)工程。

硬件IP的建立是半導(dǎo)體行之有年的做法，但是開(kāi)源的硬件IP則是另一回事。在半導(dǎo)體制程與設(shè)計(jì)日益復(fù)雜的環(huán)境下，硬件IP有可能步上軟件的后塵、走向開(kāi)源，節(jié)省產(chǎn)業(yè)對(duì)于驗(yàn)證個(gè)別硬件IP所需下的工夫，集中精力于線路與功能的創(chuàng)新。

3D單片堆疊比3D封裝在性能上更勝一籌，用不是太先進(jìn)的制程的3D單片堆疊芯片也有機(jī)會(huì)能在性能和成本上和用最先進(jìn)的制程設(shè)計(jì)生產(chǎn)的芯片比肩齊步，對(duì)于老舊晶圓廠相當(dāng)有幫助。

DARPA的這些計(jì)劃基本上都是對(duì)美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在摩爾定律長(zhǎng)日將盡時(shí)分的未雨綢繆。如果制程微縮不能再創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值，何以為繼？這些計(jì)劃就是嘗試方向。另一個(gè)更明白的議程是競(jìng)爭(zhēng)，畢竟DARPA是Sputnik衛(wèi)星發(fā)射后的回應(yīng)，其議程就不言而喻了。