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美国DARPA启动微系统研究新项目
2019-07-18


[DARPA官方网站2019716日报道] 在过去的几十年里,美国国防先期研究计划局(DARPA)微系统技术办公室(MTO)大力推动电子材料、器件和系统技术革命性进步,为美国提供了强大的国防和经济优势。为了继续延续其成功的电子创新之路,DARPA微系统技术办公室于2019716日启动了一项名为微系统探索计划的新项目。微系统探索计划项目将在与微系统技术办公室相关的高风险、高回报技术研究领域设立一系列的短期投资,未来90天内将为各领域研究项目(或称为μE课题)提供精简化的合同和资助方案。每个项目的研究周期均为18个月,在此期间研究人员将努力创造新概念或新技术的可行性。



微系统技术办公室主管马克·罗斯克尔指出,“微系统探索计划”提供了一种评价新概念的低成本方法,无需使用更重要资源,就可可判断这一概念是否可以演变成一个完整的研究项目。这种小规模、有针对性的研究投资策略将有助于微系统办公室迅速把握新的机遇,从而实现研究理念的创新。



 微系统探索计划项目的征集将采纳DARPA其他项目快速征集活动的成功经验——DARPA“人工智能探索计划和国防科学办公室的颠覆性工程计划等。这些项目分别专注于推动和促进人工智能技术和基础科学的快速发展,并已显示出项目快速征集方案的好处。与此相似,如果微系统探索计划的每个研究项目都采用简化的提议、合同签订和资助流程,将方便个人和组织完成项目使命,为美国国防高级研究计划局贡献力量。微系统探索计划每个研究项目的资助金额将达到100万美元。



为满足微系统技术办公室的战略发展需求,“微系统探索计划”将追求创新的研究理念,探索嵌入式微系统智能和本地化处理的前沿技术、新型电磁元件及技术、微系统功能密集化和安全集成技术,以及微系统技术在C4ISR、电子战、定向能等领域的颠覆性应用。为支撑上述各技术领域发展,微系统探索计划前三个潜在的研究方向主要关注硬件安全、新型材料和异构系统的新式计算架构。



第一个潜在研究项目旨在解决硬件供应链中的安全问题。美国国防系统越来越依赖于商用现货(COTS)器件,这些器件在应用前要经过复杂的供应链体系,每个组件都要几经易手。因此,在整个过程中,不法分子有很多机会将恶意电路(或硬件木马)引入印刷电路板(PCB)中来实施破坏。及时检测出组件被篡改十分困难,因为这些恶意攻击的设计往往具有极强的隐蔽性,可在触发其功能之前躲避器件生产后的测试。通过开展与板级硬件安全相关的研究项目,可以探索在复杂商用现货电路板上实时检测硬件木马的技术可行性。



钪(Sc)掺杂氮化铝AIN)材料的新应用研究是微系统探索计划的第二个潜在研究项目。钪(Sc)掺杂氮化铝(AIN)是一种广泛应用于射频滤波器、超声波传感器和振荡器等众多器件中的材料。近期有研究工作已经证实了这种新兴材料在铁电开关器件及设备中应用的巨大潜力。然而,目前对这种能力的探索仅限于试验研究环境。可以在此研究的基础上进一步拓展出与氮化铁电材料和非易失性存储器相关的其他研究课题,如决定铁电行为特征的厚度和掺杂范围和铁电响应的鲁棒性和重现性等,并进一步证明氮化铁电材料是一种技术上有用的材料。



另一个潜在的研究项目旨在解决程序员工作效率和硬件性能之间的权衡问题。随着硬件复杂度的持续飙升,对硬件性能的要求也越来越高。当前硬件和软件技术已发展到了较高的水平,在计算性能、成本和普适性等方面的持续进步已遇到了瓶颈。预期未来系统性能的提升将来自并行性、专门化和系统异构性的提高,这将对程序员的工作效率提出更高的要求。设立与“大规模并行异构计算”相关的研究课题,来探索编译器技术的创新,从而有效提高大规模并行和异构处理系统程序员的工作效率。(工业和信息化部电子第一研究所  李铁成)



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