為了因應(yīng)未來(lái)微電子技術(shù)即將面臨的障礙，美國(guó)國(guó)防部提出了電子復(fù)興計(jì)劃（Electronics Resurgence Initiative），透過(guò)資助新興技術(shù)，來(lái)尋求摩爾定律盡頭的出路，而目前已進(jìn)入第二階段。

在2017 年6 月，美國(guó)國(guó)防高等研究計(jì)劃署（DARPA ）宣布，電子復(fù)興計(jì)劃（ERI）將在未來(lái)5 年內(nèi)對(duì)國(guó)內(nèi)電子系統(tǒng)提供高達(dá)15 億美元的投資，以解決電子技術(shù)進(jìn)步的障礙，并進(jìn)一步將國(guó)防企業(yè)的技術(shù)需求和能力與電子行業(yè)的商業(yè)和制造相結(jié)合。而在今年11 月初DARPA 表示，計(jì)劃已進(jìn)入第二階段，并指出前期對(duì)新興材料及技術(shù)的探索已有相當(dāng)成績(jī)。

DARPA 微系統(tǒng)技術(shù)辦公室主任Bill Chappell 表示，現(xiàn)今的潮流正是從通用硬件轉(zhuǎn)移到專業(yè)系統(tǒng)，而為了創(chuàng)造獨(dú)特和差異化的國(guó)內(nèi)制造能力，ERI 第二階段將探索為傳統(tǒng)互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）的器件縮放及替代載體。而首個(gè)項(xiàng)目將會(huì)是極端可擴(kuò)展性光子學(xué)封裝（ Photonics in the Package for Extreme Scalability，PIPES），它將探索把光子學(xué)技術(shù)帶入芯片的技術(shù)。

此技術(shù)透過(guò)用光學(xué)元件取代電學(xué)元件，將可降低將數(shù)百個(gè)處理器連接在一起所需的工藝及能源需求，并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模并行，將能有效支持?jǐn)?shù)據(jù)密集型應(yīng)用，如人工智慧等技術(shù)。且PIPES 還將致力于建立一個(gè)國(guó)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)，令商業(yè)及國(guó)防們能不斷獲得先進(jìn)技術(shù)的支援。

此項(xiàng)目首先關(guān)注的是先進(jìn)集成電路封裝的高性能光學(xué)I/O 技術(shù)的發(fā)展，包括現(xiàn)場(chǎng)可編程閘門(mén)陣列、圖形處理單元及專用集成電路。其次，將研究新型器件技術(shù)和先進(jìn)鏈路，以實(shí)現(xiàn)高度可擴(kuò)展性及封裝 I/O 。但這種新型的系統(tǒng)架構(gòu)及大型分布式并行計(jì)算的發(fā)展將可能具有上千個(gè)節(jié)點(diǎn)，極為復(fù)雜且非常難以管理。而為了解決這個(gè)問(wèn)題，第三項(xiàng)重點(diǎn)將研發(fā)低損耗光學(xué)封裝方法，以實(shí)現(xiàn)高溝道密度和高端口數(shù)量，及可重構(gòu)、低功耗的光學(xué)開(kāi)關(guān)技術(shù)。

正在進(jìn)行研究的光子學(xué)可能會(huì)作為改進(jìn)我們現(xiàn)有工藝的手段。 CPU，GPU，F(xiàn)PGA和ASIC都依賴于更小的晶體管來(lái)以更低的功耗擠出更多的性能。啟用基于光的互連允許延遲取決于通過(guò)介質(zhì)的光速而不是通過(guò)半導(dǎo)體的電流。但我們也應(yīng)該看到，嵌入微電子系統(tǒng)的光子學(xué)理論已存在數(shù)十年，但尚未完全解決可行性問(wèn)題。與傳統(tǒng)硅不同，光子器件目前不能很好地?cái)U(kuò)展以便于大規(guī)模生產(chǎn)。

當(dāng)然DARPA 也強(qiáng)調(diào)，還是會(huì)著力在ERI 計(jì)劃中各個(gè)項(xiàng)目的聯(lián)系，并應(yīng)用在先進(jìn)衛(wèi)星系統(tǒng)、大規(guī)模辨識(shí)系統(tǒng)以及網(wǎng)路安全等，掌握這些新興技術(shù)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，并保證這些項(xiàng)目將有助于維持國(guó)家安全。