大幅削减体积！DARPA拟研究微系统新架构，将板级电路变为单个模块化芯片

　　近日，美国国防先期研究计划局（DARPA）发布了“芯片”（CHIPS）项目信息征询书（RFI），项目全称是“通用异质集成和知识产权复用策略”，拟研发出全新、工业友好的微系统架构，进而设计和建造新一代微系统，将信号和数据通信所花费的时间和能耗降为在芯片间通信时的1/10，甚至1/100。

　　项目背景

　　打开任何一个电子设备的外壳，都会发现通常呈树叶绿颜色的印刷电路板（PCB），以及“镶嵌”在其上的数十种电子元器件，包括处理器、存储器、数据中继、图像处理器等器件，还有用于电子元器件互连、像迷宫的精细浮雕状电线。可否将整个PCB的所有功能都以单个、模块化、芯片大小的器件来实现？DARPA希望最新设立的CHIPS项目能给出答案，将器件小型化带入全新尺寸维度。

　　研究目标和内容

　　可概括为两点：分解和集成，如下图所示意。

　　分解：首先将复杂功能进行分解，然后开发出多种具有单一特定功能，可相互进行模块化组装的“小芯片”（chiplet），如实现数据存储、计算、信号处理、数据流管理等功能，并最终以此为基础，建立一个“小芯片”的物理库。

　　集成：开发出新型微系统架构，可按需将上述多种“小芯片”以“马赛克”方式混合集成到类似微型PCB的中介层上，不仅实现PCB的所有功能，还能将整体尺寸缩小至常规芯片大小，达到提高能效的目标。

　　产业合作

　　项目经理Daniel Green博士说，CHIPS项目成功的关键是标准和接口，将和多种器件的研用双方展开密切合作，而非“闭门造车”。

　　DARPA正在通过项目信息征询书向学术界和产业界征询想法，希望通过积极采纳产业界的意见，使研究成果更容易集成到现有商业半导体代工厂和电子制造厂中。

　　预期应用

　　新的微系统在计算速度和能耗方面带来的巨大提升，将有力满足实时视频流、实时语言翻译、无人机蜂群协同移动等应用中的目标和动作识别等需求。Daniel Green表示，“研究成果对数据密集处理应用日益重要，因为我们需要处理的数据集正变得越来越大”。

　　意义

　　“小芯片”的研发方式可将复杂电路的知识产权IP拆解为单一功能IP，国防可以只采购所需专用IP，这样就可大幅降低购买成本，提高国防部可购买IP的数量，和提高复用效率，更好地满足特定技术和系统的开发。

　　Daniel Green说，如果该项目获得成功，将实现小型化领域的一次巨大跨越，国防部将获得更多特定IP功能块，并能够更容易和以更低价格集成到现有系统，对军用和民用领域都带来益处。

　　下一步工作

　　今年夏天稍晚些时候，在吸纳了信息征询意见的基础上，DARPA将成立一个小组来准备项目公告，明确该项目的技术目标。