Agora, o programa de pesquisa avançada da defesa dos e.u. (DARPA) é "encarregado com a crise" para começar a abordar o problema. Em 24 de julho, a DARPA anunciou um plano de $1213023705161793536 para reavivar a indústria de chips, impulsionando a pesquisa básica em novos materiais e projetos, incluindo nanotubos de carbono, de acordo com o site oficial da revista e.u. Science.
Para os próximos 5 anos, o projeto da DARPA vai crescer para $300000000 por ano, totalizando $5813730029526319104, para fornecer apoio financeiro para os acadêmicos e insiders indústria. A este respeito, Erica Foss, especialista em política de Informática na Universidade Carnegie Mellon, disse: ' é um momento crucial para ter este passo.
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Chips de silício estão se aproximando dos limites físicos
Em 1965, o co-fundador da Intel, Gordon Moore, sugeriu que o número de transistores que poderiam ser acomodados em um chip aumentou uma vez a cada 18 meses, a lei de Moore como a conhecemos. Nos próximos 30 anos, o desenvolvimento de chips foi seguido pela lei de Moore, reduzindo o tamanho dos componentes do chip.
No entanto, no século XXI, o tamanho total da prática chegou ao fim. Se o chip encolhe para 2 nanômetros, em seguida, um único transistor terá apenas 10 átomos do tamanho, como um transistor pequeno, sua confiabilidade é susceptível de ser problemático.
E como o transistor se torna mais conectado, outro problema teares-poder de cavacos tornar-se-á cada vez mais intenso.
Além disso, a velocidade em que os chips estão em execução estagnou, e a eficiência energética de cada nova geração de chips só pode aumentar em 30%, diz Max Soulac, um engenheiro elétrico no MIT. O especialista em comunicações sem fio da Nokia Bell Labs, Gregory Raite, salienta que os fabricantes estão se aproximando dos limites físicos do silício.
O elétron está confinado a apenas 100 átomos de silício de largura, forçando os cientistas a usar um design complexo para evitar vazamentos eletrônicos causados por erros, "não temos muito espaço para melhorias, precisamos de uma nova abordagem".
Valeria Beltaco, um cientista da computação na Universidade de Michigan, em Ann Arbor, diz que apenas um punhado de empresas podem dar ao luxo de gastar tanto quanto $ bilhões de trilhões em usinas de fabricação de cavacos, que pode sufocar a inovação em um campo uma vez dominado por pequenas startups. Algumas grandes empresas estão começando a projetar fichas proprietárias para tarefas específicas, o que reduz muito o seu incentivo para pagar a pesquisa básica que pode ser compartilhada, disse Foss.
Um estudo de Foss e seus colegas observou que em 1996, 80 empresas aderiram à comunidade de pesquisa de semicondutores no estado da Carolina do Norte, que diminuiu menos de metade por 2013.
Novos materiais são procurados após DARPA está tentando preencher esta lacuna e fornecer financiamento para pesquisadores, incluindo Soulac.
Soulac está usando transistores feitos de nanotubos de carbono para fazer chips 3D, e nanotubos de carbono transistores pode alternar mais rápido e mais eficiente do que os transistores de silício. Um número de empresas agora usam a bolacha de silício para fazer chips 3D para trazer a lógica e capacidades de armazenamento mais próximos em conjunto para acelerar o processamento. Mas a velocidade deste chip é abrandado pelo fato de que as linhas que transmitem informações entre as camadas de chip são muito grandes e dispersos.
Além disso, uma vez que os núcleos bidimensionais de silício devem ser fabricados separadamente a temperaturas superiores a 1000 graus Celsius, não é possível construir fichas 3D com base no plano de fabrico integrado existente sem derreter a terceira camada. Soulac explica que os transistores de nanotubos de carbono podem ser fabricados quase à temperatura ambiente, fornecendo uma maneira melhor para chips 3D integrados densos.
Embora os chips 3D da equipe serão 10 vezes maiores do que os mais avançados dispositivos de silício, a velocidade e eficiência energética dos chips é esperado para aumentar por 50 vezes vezes, que é uma bênção para os centros de dados com enorme consumo de energia.
Além disso, o projeto DARPA também apóia o estudo de arquiteturas flexíveis de chips. Daniel boulise, um especialista em comunicação sem fio no Arizona, State University e colegas, espera melhorar a eficácia das comunicações sem fio com chips que podem ser reconfigurados instantaneamente para executar tarefas específicas. Bliss está trabalhando para desenvolver um chip de rádio que mistura e filtros de sinais usando software em vez de hardware, um avanço que permitirá que mais dispositivos para enviar e receber sinais sem interferência.
Isso, diz ele, poderia melhorar as comunicações móveis e satélites e acelerar o crescimento da Internet de coisas que permitem que inúmeros dispositivos para se comunicar uns com os outros. Outra ajuda da DARPA será dada aos pesquisadores da Universidade de Stanford para melhorar as ferramentas de computador utilizadas na fabricação de chips. Estas ferramentas validam projetos novos da microplaqueta usando a inteligência artificial, sabida como a aprendizagem da máquina.
Eles irão ajudar a detectar falhas de projeto em um chip de bilhões de transistor que tem sido em grande parte manual, e novas ferramentas para ajudar a acelerar a automação da tarefa e melhorar a capacidade da empresa para testar e fabricar novas arquiteturas de chips. Sebachashi Mitra, um pesquisador da Universidade de Stanford, engenheiros elétricos e de computador, nanotubos de carbono 3D e programa de verificação de circuitos, disse que mesmo que apenas um punhado de novos projetos foram bem sucedidos, o mais recente plano de financiamento da DARPA revolucionaria a forma como projetamos produtos eletrônicos.