DARPA и другие агентства работают над планами по возрождению индустрии чипов

от Алан Бойл22 августа 2023 г. в 15:4223 августа 2023 г. в 22:54

Руководители технологических компаний, исследователи и правительственные чиновники собираются на этой неделе в Сиэтле, чтобы найти способы добавить новое измерение в американскую индустрию микросхем — в прямом и переносном смысле.

«Мы собираемся поговорить о уникальной возможности заново изобрести отечественное производство микроэлектроники», — заявил сегодня на открытии саммита ERI 2.0 Марк Роскер, директор отдела микросистемных технологий Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны. в отеле Хаятт Ридженси Сиэтл.

Более 1300 участников зарегистрировались на мероприятие DARPA, которое является продолжением серии саммитов Инициативы по возрождению электроники, которые проводились до пандемии COVID-19.

Основная цель саммита на этой неделе — найти пути стимулирования исследований, разработок и производства для индустрии микросхем. DARPA — лишь одно из правительственных агентств, участвующих в подобных усилиях. Представители Министерства торговли, Министерства энергетики США, Управления по науке и технологической политике Белого дома и Национального научного фонда также присутствуют на саммите на этой неделе.

Роль DARPA в поддержке инноваций в микроэлектронике финансируется через Министерство обороны, но другие подразделения федерального правительства получают финансирование в размере 52 миллиардов долларов, предоставленное прошлогодним двухпартийным Законом о CHIPS и науке. Сенатор Мария Кантвелл, демократ от Вашингтона, рассказала присутствующим, что проведение этого закона через Конгресс было нетривиальной задачей.

«Я могу вам сказать, что это действительно были титанические усилия, потому что это большие деньги», — сказала она. «И это не только большие деньги. Нам пришлось объяснять людям, что произошло за последние два десятилетия, что теперь мы внезапно говорим, что нам нужно вернуть цепочку поставок [микроэлектроники] обратно в Соединенные Штаты Америки».

Кэнтуэлл сказал, что пандемия и ее последствия показали, как много еще нужно сделать — фактор, который также упомянул генеральный директор Intel Патрик Гелсингер.

«COVID стал огромным тревожным звонком», — сказал Гелсингер. «Представьте, что нам не хватает полупроводников за 2 доллара, и мы не можем поставить автомобиль за 30 000 долларов или самолет за 15 миллионов долларов, верно? Внезапно мы осознали, насколько хрупкими стали наши цепочки поставок».

По состоянию на прошлый год только 12% мировых чипов производились в США, что является резким падением по сравнению с показателем в 37% в 1990-х годах. Сегодня около 80% сегодняшних чипов производятся в Азии, что сделало Америку уязвимой, когда пандемия нанесла тяжелый удар по транстихоокеанским цепочкам поставок.

Инициатива федерального правительства по производству чипов направлена ​​на изменение этого уравнения, в первую очередь путем предоставления стимулов производителям микросхем строить новые производственные мощности в США. Эта стратегия, похоже, работает: Гелсингер указал на многомиллиардные инвестиции Intel в новые заводы по производству микросхем, построенные в Аризоне, Нью-Мексико. , Огайо и Орегон.

Инновации в дизайне микросхем также играют свою роль. «Наконец-то мы подошли к концу эпохи монолитных интегральных схем», — заявил Роскер. Это происходит не только потому, что производители чипов приближаются к физическому пределу размещения большего количества транзисторов на крошечной пластине, но и из-за экономики отрасли, сказал он.

Роскер сказал, что инициатива DARPA под названием «Микросистемы и производство следующего поколения» (NGMM) предлагает путь для перехода от 2-D к 3-D микроэлектронике.

«Мы представляем себе слои электроники со сверхплотными соединениями, которые обеспечивают пути для передачи информации так же легко по вертикали, как и сегодня по горизонтали», — сказал он. Если инициатива окажется такой, как надеется DARPA, это приведет не только к созданию более быстрых чипов, но и к новым типам материалов и устройств.

Отрасль уже переходит от массового производства монолитных чипов к созданию «чиплетов», которые можно упаковывать в трех измерениях, как блоки Lego, для индивидуальных приложений.

«По сути, старые кремниевые материалы становятся крутыми новыми упаковочными материалами», — сказал Гелсингер. «Сейчас мы вступаем в эпоху передовой упаковки, когда упаковки размером 2 с половиной и 3D становятся новой нормой».