DARPA啟動「微系統探索」計劃快速推進新技術研發

編者按

近日，美國防高級研究計劃局（DARPA）微系統技術辦公室啟動「微系統探索」計劃，並宣布三項微系統探索主題。

計劃背景

DARPA的任務是為對國家安全有長期積極影響的科技進行戰略性早期投資。DARPA微系統技術辦公室尋求開發高風險、高回報的技術，實現材料、設備和系統領域的革命性進展，繼續創造和防止戰略突襲。為迅速利用新機遇，DARPA於2019年7月啟動「微系統探索」計劃，該計劃要求以較低且有針對性的投資實現快速響應。

計劃基本情況

「微系統探索」計劃將通過預徵詢公告的形式發布一系列微系統探索主題（μE），提供研究領域的具體細節。微系統探索主題將資助引出樣機開發的研究，得到顛覆性新技術，其主要關注領域包括：嵌入式微系統智能與本地化處理；下一代電磁元件與技術；實現功能密度和安全的微系統集成；微系統在C4ISR、電子戰及定向能等領域的顛覆性應用。

潛在參與者可以針對感興趣的微系統探索主題提交建議書。微系統探索主題發布90天內，DARPA將採用其他交易協議（OTA）與選定的參與者締約。每一微系統探索主題項目的資助資金高達100萬美元，時間不超過18個月。

微系統探索主題

DARPA同時公布了「微系統探索」計劃的最初三項微系統探索主題，包括：

板級硬體安全。

信息技術系統的製造外包將使商用現貨硬體（COTS，如互聯網路由器和計算機伺服器）面臨被插入惡意電路或硬體木馬的威脅。這種惡意電路或硬體木馬被設計成維持隱藏模式，直到其功能被觸發。檢測植入硬體木馬的困難在於無法為每種可能木馬編譯測試模式。目前針對這些隱藏硬體木馬的方法只能依賴監視相對已知良好樣品的行為改變，但該方法僅限於單線程環境，無法擴展到複雜的COTS系統。

該主題的目標是識別和演示對安裝在複雜COTS電路板上的硬體木馬進行實時檢測的技術可行性。感興趣的技術可能包括：單數據流或多模態感測、側通道提取、通過主動刺激觸發發現、或基於性能的機器學習架構。

氮化物鐵電材料及非易失性內存。

鈧摻雜的氮化鋁被多種設備廣泛採用，如射頻濾波器、壓電驅動器、超聲波感測器等。與其他壓電材料（特別是鈣鈦礦氧化物）相比，更低的合成溫度使得鈧摻雜的氮化鋁更廣泛用於與電子平台集成。研究表明，當鈧含量超過30%時，高鈧摻雜的氮化鋁薄膜中會出現鐵電開關行為。最近發現，氮化物鐵電材料在各類裝置中有廣泛的潛在應用，包括鐵電非易失性內存在互補金屬氧化物半導體上的整體集成；鐵電電阻記憶；濾波器；可調諧射頻組件；可切換光電組件；非易失性邏輯；神經形態內存；可調諧二維電子氣異質結構等。

該主題的研究目標可能包括：確定具有鐵電行為的厚度和摻雜範圍、鐵電響應的魯棒性和再現性，並進一步驗證氮化物鐵電材料的技術價值。

大規模並行異構計算。

過去數十年，計算性能和成本的改進主要依賴兩個關鍵技術趨勢：設備小型化（又稱摩爾定律），以及編程方法和工具的進步。隨著處理器頻率擴展和單線程性能的飽和，近十幾年計算性能的提升主要來自硬體並行性，但這犧牲了程序員的生產力。隨著晶體管密度和性能擴展空間變窄，預計並行性、專業化以及系統異構性程度將進一步加速，使程序員的生產力成為更大挑戰。未來，在極端異構系統中同時實現近峰值性能和編程生產力，將是國防部實現硬體快速開發和部署的關鍵挑戰。

該主題的研究目標可能包括：探索創造編譯器技術，提高大規模並行和異構處理系統的編程生產力。

計劃意義

近年來，美軍不斷擴大「快速採辦」的應用。DARPA微系統技術辦公室的「微系統探索」計劃也採用其他交易協議締約，將充分運用其流程簡單、方式靈活的優點，快速推進微系統領域顛覆性新技術的研發。

來源 ：DARPA網站/圖片來自互聯網

軍事科學院軍事科學信息研究中心 佘曉瓊

編輯：張岸佳

如需轉載請註明出處：「國防科技要聞」（ID：CDSTIC）

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！