ตามที่สหรัฐอเมริกา "วิทยาศาสตร์" เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของนิตยสารรายงานวันที่ 24 กรกฎาคม DARPA ประกาศรวมของ $ 75 ล้านโปรแกรมที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มการวิจัยขั้นพื้นฐานผ่านวัสดุใหม่และการออกแบบใหม่รวมถึงท่อนาโนคาร์บอนรวมทั้งการฟื้นฟูอุตสาหกรรมชิป กว่าห้าปีข้างหน้าโครงการ DARPA ในปีนี้จะเติบโตได้ถึง $ 300 ล้านบาทมีจำนวนทั้งสิ้น $ 1.5 พันล้าน, ให้เงินทุนสำหรับวงการวิชาการและอุตสาหกรรม
ในเรื่องนี้ Erica Foss ผู้เชี่ยวชาญด้านนโยบายวิทยาการคอมพิวเตอร์แห่งมหาวิทยาลัย Carnegie Mellon ประเทศสหรัฐอเมริกากล่าวด้วยความชื่นชมยินดีว่า "นี่เป็นช่วงเวลาสำคัญที่จะทำให้ขั้นตอนนี้"
ชิปซิลิคอนกำลังใกล้ขีด จำกัด ทางกายภาพ
ในปีพ. ศ. 2508 ผู้ร่วมก่อตั้งของกอร์ดอนมัวร์ได้ชี้ให้เห็นว่าจำนวนทรานซิสเตอร์ที่สามารถใช้ชิพได้เป็นสองเท่าทุก 18 เดือนนี่เป็นสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับกฎหมายของมัวร์
ในช่วง 30 ปีข้างหน้าการพัฒนาชิปได้ดำเนินการตามกฎหมายของมัวร์โดยการลดขนาดชิ้นส่วนบนชิปอย่างไรก็ตามในศตวรรษที่ 21 การลดขนาดทำได้หมดลงแล้ว
ถ้าชิปจะลดลงไป 2 นาโนเมตรแล้วทรานซิสเตอร์เดียว 10 จะมีเพียงขนาดของอะตอมเช่นทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กว่าความน่าเชื่อถือมีแนวโน้มที่จะมีปัญหากับทรานซิสเตอร์อย่างใกล้ชิดที่เชื่อมต่ออีกปัญหาที่โดดเด่น - ชิป การใช้พลังงานจะยิ่งใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ
Massachusetts Institute of Technology (MIT) วิศวกรไฟฟ้าแม็กซ์ซูเลคกล่าวว่านอกจากนี้ในขณะนี้ความเร็วชิปที่ได้รับการนิ่งและแต่ละรุ่นใหม่ของชิปสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานลง 30%
เกรกอรี่ไรท์ผู้เชี่ยวชาญด้านการสื่อสารแบบไร้สายของ Nokia Bell Labs ชี้ว่าผู้ผลิตกำลังใกล้ขีด จำกัด ทางกายภาพของซิลิคอนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ถูก จำกัด ด้วยซิลิคอนเวเฟอร์ที่มีอะตอมเพียง 100 อะตอมทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องใช้การออกแบบที่ซับซ้อนเพื่อป้องกันการรั่วไหลของอิเล็กตรอน และมันก็นำไปสู่ความผิดพลาด "เราไม่มีที่ว่างสำหรับการปรับปรุงตอนนี้เราจำเป็นต้องหาทางอื่นอีก"
Valeria Beataco นักวิทยาศาสตร์ด้านคอมพิวเตอร์แห่งมหาวิทยาลัยมิชิแกนแอนอาร์เบอร์กล่าวว่ามีเพียงไม่กี่ บริษัท เท่านั้นที่สามารถซื้อโรงงานผลิตชิ้นส่วนหลายพันล้านดอลลาร์ที่จะฆ่าพื้นที่ขนาดเล็กที่เริ่มต้นธุรกิจได้ นวัตกรรม
Flowserve กล่าวว่า บริษัท ขนาดใหญ่บางแห่งเริ่มออกแบบชิปเฉพาะสำหรับงานเฉพาะซึ่งลดแรงจูงใจในการจ่ายเงินสำหรับการวิจัยพื้นฐานที่สามารถแชร์ได้การศึกษาของ Flowserve และเพื่อนร่วมงานชี้ให้เห็นว่าในปีพ. ศ. 2539 มี บริษัท เข้าร่วม 80 บริษัท ชุมชนการวิจัยเซมิคอนดักเตอร์ใน North Carolina ภายในปี 2013 ลดลงน้อยกว่าครึ่ง
วัสดุใหม่เป็นสถาปัตยกรรมใหม่หลังจากขอ
DARPA กำลังทำงานเพื่อเติมช่องว่างนี้และจัดหาเงินทุนให้แก่นักวิจัยซึ่ง ได้แก่ Surak Surak ใช้ชิพ 3D ที่ทำจากท่อนาโนคาร์บอนเพื่อสร้างชิพ 3D เร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากกว่าทรานซิสเตอร์ซิลิคอน สวิตซ์
ในปัจจุบันหลาย บริษัท ใช้ 3D ชิปซิลิคอนเวเฟอร์ในการสั่งซื้อให้มากขึ้นกันอย่างใกล้ชิดตรรกะและหน่วยความจำฟังก์ชั่นจึงเร่งความเร็วในการประมวลผล. แต่เนื่องจากสายส่งระหว่างชั้นชิปและข้อมูลกระจัดกระจายมีขนาดใหญ่เกินไปส่งผลให้ ความเร็วช้าของชิป. นอกจากนี้ตั้งแต่หลักต้องผลิตซิลิคอนมิติแยกต่างหากที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,000 องศาเซลเซียสและดังนั้นจึงไม่สามารถจะรวมอยู่ในโปรแกรมการผลิตที่มีอยู่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของชิป 3 มิติไม่ละลายในชั้นที่สาม
Surak อธิบายว่าทรานซิสเตอร์นาโนคาร์บอนสามารถประดิษฐ์ที่อุณหภูมิห้องให้วิธีที่ดีกว่าในการผสานรวมชิป 3D แบบหนาแน่นแม้ว่าชิป 3D ของทีมจะมีขนาดใหญ่กว่าอุปกรณ์ซิลิคอนขั้นสูง 10 เท่าชิป ความเร็วและประสิทธิภาพการใช้พลังงานคาดว่าจะเพิ่มขึ้น 50 เท่านี่เป็นประโยชน์สำหรับศูนย์ข้อมูลที่มีการใช้พลังงานมาก
นอกจากนี้โครงการ DARPA ยังสนับสนุนการวิจัยเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมชิปแบบยืดหยุ่น
Daniel Bliss ผู้เชี่ยวชาญด้านการสื่อสารแบบไร้สายที่ Arizona State University และเพื่อนร่วมงานของเขาหวังว่าจะปรับปรุงประสิทธิภาพของการสื่อสารแบบไร้สายด้วยชิพที่สามารถกำหนดค่าได้ทันทีเพื่อดำเนินการเฉพาะเจาะจง Bliss กำลังทำงานเพื่อพัฒนาซอฟต์แวร์และไม่ใช่ฮาร์ดแวร์ที่จะผสมผสานและ ชิปวิทยุที่กรองสัญญาณความก้าวหน้านี้จะช่วยให้อุปกรณ์ต่างๆสามารถส่งและรับสัญญาณโดยไม่มีการแทรกแซงเขากล่าวว่านี้สามารถปรับปรุงการสื่อสารเคลื่อนที่และดาวเทียมและเร่งการเจริญเติบโตของอินเทอร์เน็ตของสิ่งที่ช่วยให้อุปกรณ์มากมายในการสื่อสารกับแต่ละอื่น ๆ
DARPA จะมอบให้กับนักวิจัยจาก Stanford University เพื่อปรับปรุงเครื่องมือคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการผลิตชิปเครื่องมือเหล่านี้จะตรวจสอบการออกแบบชิปใหม่โดยใช้ปัญญาประดิษฐ์ที่เรียกว่า machine learning ซึ่งจะช่วยตรวจจับ ออกแบบข้อบกพร่องในชิปที่สร้างขึ้นจากพันล้านทรานซิสเตอร์ซึ่งส่วนใหญ่ทำด้วยมือแล้วและเครื่องมือใหม่ ๆ จะช่วยเพิ่มความเร็วในการทำงานและเพิ่มความสามารถในการทดสอบและสร้างสถาปัตยกรรมชิปใหม่ ๆ ของ บริษัท
วิศวกรไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ของมหาวิทยาลัย Stanford, ท่อคาร์บอนนาโนแบบ 3 มิติและนักวิจัยโครงการตรวจสอบวงจร Sebashhi Mitra กล่าวว่าแม้ว่าโครงการใหม่ ๆ ของโครงการจะประสบความสำเร็จจำนวนเล็กน้อยโครงการการระดมทุนล่าสุดของ DARPA จะปฏิวัติการออกแบบผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ของเรา วิธีนี้ทำให้วิศวกรต้องไปไกลกว่าซิลิคอนที่อยู่ในสนามชิพเป็นเวลาหลายทศวรรษ "ดูเหมือนว่าตอนนี้ซิลิคอนดูเหมือนจะเป็นไปตามเส้นทางที่เรารู้จัก แต่เรารู้อย่างชัดเจนว่าในอนาคตไม่ใช่เรื่องที่จะเกิดขึ้น ดูเหมือน '.