Secondo il "Science" sito ufficiale della rivista statunitense ha riferito 24 luglio DARPA ha annunciato un totale di $ programma il 75 milioni di progettato per migliorare la ricerca di base attraverso nuovi materiali e nuovi progetti includono i nanotubi di carbonio, tra cui rilanciare l'industria dei chip Nel corso dei prossimi cinque anni, il progetto DARPA quest'anno crescerà a $ 300 milioni, pari a $ 1,5 miliardi di fornire finanziamenti per circoli accademici e industriali.
A questo proposito, Erica Foss, esperta di politica informatica presso la Carnegie Mellon University negli Stati Uniti, ha dichiarato con gioia: "È un momento cruciale per fare questo passo".
I chip di silicio si stanno avvicinando ai limiti fisici
Nel 1965, il co-fondatore di Intel, Gordon Moore, suggerì che il numero di transistor che possono essere sistemati su un chip raddoppia ogni 18 mesi, questo è ciò che sappiamo della Legge di Moore.
Nei successivi 30 anni, lo sviluppo del chip ha seguito la legge di Moore riducendo la dimensione dei componenti sul chip, tuttavia, nel 21 ° secolo, la pratica della semplice riduzione delle dimensioni è giunta al termine.
Se il chip si riduce a 2 nanometri, allora un singolo transistor avrà una dimensione di soli 10 atomi.L'affidabilità di un transistor così piccolo rischia di essere problematica.come la connessione dei transistor si avvicina, viene evidenziato un altro problema. Il consumo di energia diventerà sempre più grande.
Max Surak, un ingegnere elettronico del Massachusetts Institute of Technology (MIT), ha affermato che, inoltre, la velocità del chip è stata stagnante e l'efficienza energetica del chip di prossima generazione può essere aumentata solo del 30%.
Gregory Wright, specialista delle comunicazioni wireless presso Nokia Bell Labs, sottolinea che i produttori si stanno avvicinando ai limiti fisici del silicio: l'elettronica è limitata a wafer di silicio larghi solo 100 atomi, costringendo gli scienziati ad adottare progetti complessi per prevenire la perdita di elettroni. E porta agli errori: "Non abbiamo molto margine di miglioramento ora, dobbiamo trovare un altro modo".
Valeria Beataco, informatico presso l'Università del Michigan, Ann Arbor, afferma che solo poche aziende possono permettersi un impianto di produzione di chip da molti miliardi di dollari che ucciderebbe una piccola area guidata dalle startup. innovazione.
Flowserve ha affermato che alcune grandi aziende hanno iniziato a progettare chip dedicati per compiti specifici, riducendo notevolmente la loro motivazione a pagare per la ricerca di base che può essere condivisa. Uno studio condotto da Flowserve e colleghi ha sottolineato che nel 1996 sono entrate a far parte 80 aziende. La comunità di ricerca sui semiconduttori in North Carolina, nel 2013, è stata ridotta di meno della metà.
Nuovi materiali, nuova architettura è ricercata
DARPA sta lavorando per colmare questa lacuna e fornire finanziamenti ai ricercatori, tra cui Surak. Surak utilizza chip 3D realizzati con nanotubi di carbonio per rendere i chip 3D più veloci e più efficienti dei transistor al silicio. interruttore.
Al momento, molte aziende utilizzano chip di silicio per realizzare chip 3D, in modo che le funzioni logiche e di archiviazione possano essere più strettamente combinate per accelerare l'elaborazione, tuttavia, poiché le linee per il trasferimento di informazioni tra i livelli di chip sono troppo grandi e disperse, ciò porta a La velocità del chip è più lenta, inoltre, poiché lo strato centrale di silicio bidimensionale deve essere fabbricato separatamente ad una temperatura elevata di oltre 1000 gradi Celsius, è impossibile costruire un chip 3D sulla base del piano di produzione integrato esistente senza sciogliere il terzo strato.
Surak spiega che i transistor di nanotubi di carbonio possono essere fabbricati a temperatura ambiente, fornendo un modo migliore per integrare densi chip 3D, anche se i chip 3D della loro squadra saranno 10 volte più grandi dei dispositivi di silicio più avanzati, i chip Si prevede che la velocità e l'efficienza energetica aumenteranno di 50 volte, un vantaggio per i data center con un enorme consumo di energia.
Inoltre, il progetto DARPA supporta la ricerca su architetture di chip flessibili.
Daniel Bliss, uno specialista di comunicazioni wireless presso l'Arizona State University, ei suoi colleghi sperano di migliorare l'efficacia delle comunicazioni wireless con chip che possono essere riconfigurati all'istante per eseguire compiti specifici.Bliss sta lavorando per sviluppare software e non hardware da mixare e Il chip radio che filtra il segnale, questo avanzamento consentirà a più dispositivi di inviare e ricevere segnali senza interferenze, aggiungendo che questo può migliorare le comunicazioni mobili e satellitari e accelerare la crescita dell'Internet of Things che consente a innumerevoli dispositivi di comunicare tra loro.
Un altro contributo della DARPA sarà dato ai ricercatori della Stanford University per migliorare gli strumenti informatici utilizzati nella produzione di chip, che convalidano nuovi progetti di chip attraverso l'intelligenza artificiale chiamata machine learning. Crea difetti in chip costituiti da miliardi di transistor, la maggior parte dei quali sono stati precedentemente eseguiti manualmente e nuovi strumenti aiutano a velocizzare l'attività e aumentano la capacità dell'azienda di testare e fabbricare nuove architetture di chip.
L'ingegnere elettrico e informatico della Stanford University, il 3D Carbon Nanotubes e il ricercatore del Circuit Verification Project Sebashhi Mitra hanno affermato che anche se solo un piccolo numero di nuovi progetti avrà successo, l'ultimo programma di finanziamento DARPA rivoluzionerà il nostro design di prodotti elettronici. Il modo, 'ha detto, questo spingerà anche gli ingegneri ad andare oltre il silicio che è stato nel campo dei chip per decenni.' Sembra ovvio ora che il silicio seguirà un percorso noto, ma sappiamo chiaramente che il futuro non è questo. Guarda come '.