De acuerdo con la "Ciencia" EE.UU. sitio web de la revista oficial reportada 24 de julio de DARPA anunció un programa total de $ 75 millones de diseñada para mejorar la investigación básica a través de nuevos materiales y nuevos diseños incluyen los nanotubos de carbono, incluyendo reactivar la industria de los chips durante los próximos cinco años, el proyecto DARPA este año crecerá a $ 300 millones, ascendió a $ 1,5 mil millones, proporcionar fondos para los círculos académicos e industriales.
En este sentido, Erica Foss, experta en políticas informáticas de la Universidad Carnegie Mellon de Estados Unidos, dijo con alegría: "Es un momento crucial para dar este paso".
Los chips de silicio se acercan a los límites físicos
En 1965, el cofundador de Intel, Gordon Moore, sugirió que la cantidad de transistores que se pueden acomodar en un chip se duplica cada 18 meses: esto es lo que sabemos sobre la Ley de Moore.
En los siguientes 30 años, el desarrollo de chips siguió la Ley de Moore al reducir el tamaño de los componentes del chip. Sin embargo, en el siglo XXI, la práctica de simplemente reducir el tamaño ha llegado a su fin.
Si el chip se contrae a 2 nanómetros, entonces un solo transistor tendrá solo 10 átomos de tamaño. La confiabilidad de un transistor tan pequeño probablemente sea problemática. A medida que la conexión de los transistores se hace más estrecha, se resalta otro problema. El consumo de energía se hará cada vez más grande.
Max Surak, un ingeniero eléctrico en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), dijo que, además, la velocidad del chip se ha estancado, y la eficiencia energética del chip de próxima generación solo se puede aumentar en un 30%.
Nokia Laboratorios Bell experto en comunicaciones inalámbricas Gregory Wright señaló que los fabricantes se están acercando a los límites físicos de silicio. Los electrones están confinados a sólo 100 átomos de ancho de silicio, los científicos necesitan utilizar obligando complejo diseñado para evitar la fuga de electrones lo que condujo al error, 'por el momento no tenemos mucho margen de mejora, la necesidad de buscar otras maneras'.
Universidad de Michigan Informático Valeria Taco Bell dijo que sólo unas pocas empresas pueden permitirse el coste de mil millones de dólares en la planta de fabricación de chips, que matará a esto una vez dominada por el campo empresas de puesta en marcha pequeña Innovación
Flowserve dijo que algunas grandes compañías comenzaron a diseñar chips dedicados para tareas específicas, lo que redujo en gran medida su motivación para pagar por la investigación básica que se puede compartir. Un estudio de Flowserve y sus colegas señaló que en 1996, 80 empresas se unieron. La comunidad de investigación de semiconductores en Carolina del Norte, para 2013, se redujo en menos de la mitad.
Nuevos materiales, se busca nueva arquitectura
DARPA está trabajando para llenar este vacío y proporcionar fondos para los investigadores, incluido Surak. Surak está utilizando chips 3D hechos de nanotubos de carbono para hacer chips 3D más rápidos y más eficientes que los transistores de silicio. Cambiar
En la actualidad, muchas empresas usan chips de silicio para hacer chips 3D, de modo que las funciones de lógica y almacenamiento se pueden combinar más estrechamente para acelerar el procesamiento. Sin embargo, como las líneas para transferir información entre capas de chips son demasiado grandes y dispersas, esto conduce a La velocidad del chip es más lenta. Además, dado que la capa de núcleo de silicio bidimensional debe fabricarse por separado a una temperatura elevada de más de 1000 grados Celsius, es imposible construir un chip 3D sobre la base del plan de fabricación integrado existente sin fundir la tercera capa.
Surak explica que los transistores de nanotubos de carbono pueden fabricarse a temperatura ambiente, proporcionando una mejor forma de integrar los chips 3D densos. Aunque los chips 3D de su equipo serán 10 veces más grandes que los dispositivos de silicio más avanzados, los chips Se espera que la velocidad y la eficiencia energética aumenten en 50 veces. Esto es una gran ayuda para los centros de datos con un gran consumo de energía.
Además, el proyecto DARPA admite investigaciones sobre arquitecturas de chips flexibles.
Daniel Bliss, un especialista en comunicaciones inalámbricas de la Universidad Estatal de Arizona, y sus colegas esperan mejorar la efectividad de las comunicaciones inalámbricas con chips que pueden reconfigurarse instantáneamente para realizar tareas específicas. Bliss está trabajando para desarrollar software y no hardware para mezclar y El chip de radio que filtra la señal, este avance permitirá que más dispositivos envíen y reciban señales sin interferencias. Dijo que esto puede mejorar las comunicaciones móviles y por satélite, y acelerar el crecimiento del Internet de las cosas que permite que innumerables dispositivos se comuniquen entre sí.
Otra subvención de DARPA se otorgará a investigadores de la Universidad de Stanford para mejorar las herramientas informáticas utilizadas en la fabricación de chips. Estas herramientas validan nuevos diseños de chips a través de la inteligencia artificial llamada aprendizaje automático. Diseñe defectos en chips formados por miles de millones de transistores, la mayoría de los cuales se realizaron previamente de forma manual, y las nuevas herramientas aceleran la tarea y aumentan la capacidad de la empresa para probar y fabricar nuevas arquitecturas de chips.
El ingeniero eléctrico e informático de la Universidad de Stanford, el investigador del Proyecto de Verificación de Circuitos y Nanotubos de Carbono 3D Sebashhi Mitra dijo que incluso si solo un pequeño número de nuevos proyectos tienen éxito, el último programa de financiación de DARPA revolucionará nuestro diseño de productos electrónicos. El camino ", dijo, esto también impulsará a los ingenieros a ir más allá del silicio que ha estado en el campo de los chips durante décadas." Parece obvio ahora que el silicio seguirá un camino conocido, pero sabemos claramente que el futuro no es este. Mira como '.