挑战摩尔定律的新思维，美国 ERI计划将光子学带入芯片

为了应对未来微电子技术即将面临的挑战，美国国防部提出了电子复兴计划，通过资助新兴技术，来寻求摩尔定律尽头的出路，而目前已进入第二阶段。

在 2017年6月DARPA的电子复兴计划(ERI)宣布将在未来五年内对国内电子系统提供高达15亿美元的投资，以解决电子技术进步的阻碍，并进一步将国防企业的技术需求和能力与电子行业的商业和制造相结合。在今年11月初，DARPA 宣布已进入计划的第二阶段，并表示前期对新兴材料及技术的探索已有相当成绩。

DARPA 微系统技术办公室主任Bill Chappell表示，现今的潮流正是从通用硬件转移到专业系统，而为了创造独特和差异化的国内制造能力，ERI第二阶段将探索为传统互补式金属氧化物半导体(CMOS)的器件缩放及替代载体。而首个项目将会是极端可扩展性光子学封装(Photonics in the Package for Extreme Scalability, PIPES)，它将探索把光子学技术带入芯片的技术。

此技术通过用光学元件取代电学元件，将可降低将数百个处理器连接在一起所需的工艺及能源需求，并实现大规模并行，将能有效支持数据密集型应用，如人工智能等技术。且 PIPES 还将致力于建立一个国内生态系统，令商业及国防上能不断获得先进技术的支援。

此项目首先关注的是先进集成电路封装的高性能光学I/O技术的发展，包括现场可编程逻辑阵列、图形处理单元及专用集成电路。其次，将研究新型器件技术和先进链路，以实现高度可扩展性及封装 I/O 。但这种新型的系统架构及大型分布式并行计算的发展将可能具有上千个节点，极为复杂且非常难以管理。而为了解决这个问题，第三项重点将研发低损耗光学封装方法，以实现高沟道密度和高端口数量，及可重构、低功耗的光学开关技术。

当然DARPA也强调，还是会着力在ERI计划中各个项目的联系，并应用在先进卫星系统、大规模识别系统以及网络安全等，掌握这些新兴技术的潜在风险，并保证这些项目将有助于维持国家安全。