跳到主要內容

【特稿】美國製造2025?「電子復興計劃」是什麽?

美國國防高級研究計劃處(DARPA)啟動「電子復興計劃」以維持美國在這方面的優勢。(網絡設計圖片)

【香港輕新聞】超過半個世紀以來,美國在半導體研發及生產方面領先全球。在電腦晶片技術快速發展的時代過後,將面臨物理因素的限制,加上各國技術的競爭,美國正陷入電腦技術長期發展的瓶頸。美國國防高級研究計劃處(DARPA)在2017年6月啟動了「電子復興計劃」,並在2018年7月下旬在舊金山舉行首次ERI峰會,以維持美國在微電子工程技術方面的優勢。


正面臨物理及中國挑戰


自半導體技術發展以來,美國在此方面曾領先世界超過半個世紀,然而摩爾定律(註1)開始不那麼奏效,在物理上要尋求突破已顯得十分困難,美國開始陷入長期發展的阻礙。據美國國防高級研究計劃處「電子復興計劃」(Electronics Resurgence Initiative,ERI)負責人查佩爾(William Chappell)表示,系統晶片無論在設計及製造上都變得愈來愈昂貴,因為需要更大的設計團隊來管理複雜的底層人員,再加上來自中國威脅,令美國晶片產業陷入「內憂外患」。


摩爾定律極限成轉捩點


美國國防高級研究計劃處(DARPA)成立於1958年,很多半導體材料的基本進步,大規模集成電路和精密製造,也都是其支持和推動下得以實現。DARPA表示,以摩爾定律註定將觸到物理學和經濟學的極限,隨著這個轉捩點的臨近,微電子技術將需要一個新的創新階段。ERI計畫指出,此轉捩點不僅標誌著歷史上技術軌跡走向平緩和停滯,同時也標誌著更加大膽的技術創新和技術進步時代開始。


將中國列為強國競爭者


根據美國2018年的國防戰略報告表示,美國國防部已將中國列為兩大強國競爭者之一,對中國加強微電子的投資表示憂慮,並擔心中國會在使用其晶片的美國軍事系統之中,加入惡意的程式及代碼。查佩爾表示,中國現階段的投資仍在製造設施方面,而非基礎理論研究。因此與之前DARPA和大學的合作計劃「聯合大學微電子項目」(Joint University Microelectronics Program ,JUMP)相比,ERI更注重與產業的結合。DARPA認為,ERI及JUMP計劃結合會產生巨大的力量,為2025至2030年美國提供重要的電子技術。


對經濟國防有深遠影響


美國國家「電子復興計劃」(Electronics Resurgence Initiative,ERI)是由DARPA管理,預計在未來五年投入15億美元,美國國最近增加注資每年1.5億美元,整個項目資金將達到22.5億美元,以推動美國電子行業發展。負責人查佩爾(William Chappell)表示,如果要在電子技術保持領先地位,就以不依賴傳統方法,取得進展的電子革命。本計劃就是通過電路專業化(circuit specialization),並理清下一階段發展的複雜性,這將對經濟和國防有深遠的影響。


計劃有三個關注的重點


「電子復興計劃」共有三個關注的重點,其一是開發用於電子設備的新材料;其二是將電子設備集成到複雜的電路新體系結構;其三是在軟硬件設計及生產上的創新。今年七月下旬在舊金山舉行了首次為期三日的「電子復興計劃」峰會(ERI Summit),會議議題包括下一代人工智能的硬件,如何應對摩爾定律的終結,材料與集成等,大會的詳細討論內容,暫時披露的資料甚少。


「電子復興計劃」共有三個關注的重點(網絡圖片)

機器取代人力設計晶片


「電子復興計劃」在這次會議當中,選出了第一批輔助研究的對象,有兩個項目與晶片設計有關,包括「電子裝置的智能設計」(IDEA)及「一流的開源硬件」(POSH)。IDEA是為創建一個「無需人工參與」(no human in the loop)的晶片佈局規劃(layout)生成器,預期目標是全面以機器代替人類設計;POSH旨在將開源的文化和能力,帶入硬件設計領域,用開源的方式,實現以低成本設計出複雜晶片。


「IDEA」輔助研究入圍名單如下:


































































機構負責人資金(美元)
CadenceDavid White2,410萬
加州大學聖迭戈分校Andrew Kahng1,130萬
加州大學伯克利分校Jonathan Bachrach870萬
密歇根大學David Wentloff640萬
明尼蘇達大學Sachin Apatnekar530萬
普林斯頓大學David Wentzlaff280萬
UIUCMartin Wong170萬
德克薩斯大學奧斯汀分校Nan Sun170萬
普渡大學Dan Jiao130萬
耶魯大學Rajit Manohar120萬
猶它大學Pierre-Emmanuel Gaillardon100萬

 


「POSH」輔助研究入圍名單如下:


































































機構負責人資金(美元)
桑迪亞國家實驗室Eric Keiter690萬
SynopsysAlex Rabinovitch610萬
南加州大學Tony Levi600萬
斯坦福大學和SiFiveClark Barrett590萬
北卡羅來納大學教堂山分校Michael Taylor270萬
華盛頓大學Richard C.J. Shi250萬
普林斯頓大學David Wentzlaff180萬
賽靈思Edgar Inglesias120萬
猶他大學Pierre-Emmanuel Gaillardon90萬
布朗大學Sherief Reda60萬
LeWiz通訊Chinh Le60萬

 




將以AI實現後勤工作


另外兩項關於架構相關的項目亦獲得資助,包括「軟件定義的硬件」(SDH)和「特定域片上系統」(DSSoC),這些技術是構建在運行時可基於所處理數據,實時重新配置的軟件和硬件的系統。DARPA對這種計劃期望不低,是要在數據密集型算法上,性能可媲美ASIC,又不能犧牲多功能性和可編程性,DARPA又想藉此技術,讓美國國防部廣泛使用機器學習和以人工智能(AI)來實現預測性後勤工作,支持決策、情報、監控和偵查等功能。


「SDH」輔助研究入圍名單如下:























































機構負責人資金(美元)
英偉達Stephen Keckler2,270萬
華盛頓大學Michael Bedford Taylor900萬
密歇根大學Ron Dreslinski900萬
斯坦福大學Kunle Olukotun800萬
普林斯頓大學Margaret Martonosi580萬
系統與技術研究所(STR)Brad Gaynor550萬
英特爾Joshua Fryman450萬
喬治亞理工學院Vivek Sarkar450萬
高通Shekhar Borkar200萬

DSSoC輔助研究入圍名單如下:































機構負責人資金(美元)
亞利桑那州立大學Daniel Bliss1,740萬
IBMPradip Bose1,470萬
斯坦福大學Mark Horowitz640萬
橡樹嶺國家實驗室Dr. Jeffrey Vetter600萬

SDH和DSSoC技術是可實時重新配置的軟件和硬件的系統技術。(網絡圖片)


克服諾依曼內存瓶頸


在材料和集成領域方面,也有兩個研究項目獲得資助,包括單片三維片上系統(3DSoC)及新計算所需基礎(FRANC)。3DSoC就是在CMOS基礎上增加多層互連電路,來實現50倍功率計算時間的提升以及降低功耗。FRANC專注於在存儲器中使用新的非易失性設備,利用新的材料和器件,帶來10倍的性能提升。DARPA認為能夠讓以內存為中心的計算架構,克服當前馮‧諾依曼理論架構中出現的內存瓶頸。


「3DSoC」及「FRANC」輔助研究入圍名單如下:




















機構負責人資金(美元)
麻省理工學院Max Shulaker6,100萬
佐治亞理工學院Sung Kyu Lim310萬


3DSoC就是在CMOS基礎上增加多層互連電路,相當於電路立體化(網絡圖片)


掙脫傳統啟電子革命


查佩爾表示,微電子技術的不斷發展和日益複雜,在各領域當中的發展速度令人吃驚。在過去十年內,僅憑手機技術,世界已經發生很大的變化。為了繼續保持這一發展步伐,即使失去傳統晶片縮放優勢,亦要掙脫傳統,接受ERI的全部創新計劃。查佩爾期待與商業部門、國防工業基地、學術界、國家實驗室和其他創新溫床開展合作,開啟下一次電子革命。


「電子復興計劃」介紹影片﹕



 


註1:摩爾定律是指電晶體製作得愈來愈小,集成電路/晶片可以放進更多電晶體,令晶片效能迅速提升,過去平均每18個月,效能就提高約一倍。然而,現時尚在準備大量生產的10奈米電晶體,尺寸只等於40-50粒重金屬原子左右(普遍重金屬原子的直徑大約在0.4-0.6奈米之間),現時的製作技術愈來愈難沉積足夠的半導體原料粒子在已光刻的電晶體板面上,也間接導致廢品率增加,成本進一步上升。



https://www.litenews.hk/?p=58717

留言

這個網誌中的熱門文章

【旅遊】馬來西亞奇怪食材:青龍菜(四)

筆者在馬來西亞太平市的幾家餐廳發現一種從未見過的蔬菜——當地人稱「青龍菜」。聽說只有怡保附近的金馬侖山上才有栽種,是一名劉姓退休的農業科學家近年才新培育成功的。青龍菜顏色淺綠,外觀似韭菜,口味也接近韭菜或青蒜,不過氣味淡一點,口感更爽嫩。
此蔬在當地餐廳總是與綠豆芽同炒,不過,在太平的菜市場要轉一大圈,才看見一個攤檔有售。包裝很精致,300克一扎,賣4馬幣,若不加點豆芽還真炒不成一碟。上網才知道青龍菜屬於高貴菜,在馬來西亞其他地區要賣十元一扎,在當地是貴價蔬菜了。
青龍菜炒豆芽(筆者供圖)新鮮的青龍菜(筆者供圖)至於說搭配奇特的食物,筆者首推「豆芽雞」。初聞菜名,實在想不出究竟是怎樣的做法,在當地小有名氣的某餐廳點的豆芽雞:端上桌兩個盤子,一盤白切雞,一盤炒綠豆芽。雞自然是放養的走地雞,豆芽也長得矮胖喜人——但分明是兩碟菜,不明白它們之間有什麼巧妙和關聯。
還有一碟深色的食物,有人介紹是水果沙拉。滿腹狐疑地試上一口,果然是水果,但用醬油炒過了,還撒上花生碎,也算是個罕見的搭配。
值得一提的是,太平的菜市場乾淨整潔,菜場樓上設有大排檔,當地人在這裏解決早午晚三餐。至於這裡的小吃,品種融合了當地華人、馬來人、印度人的各類特色:肉骨茶、印度飛餅、炒貴刁,丸子湯、河粉條、珍多冰 ……與香港吃慣的口味都有少許不同,但不算太驚喜。
但是,有一款非常簡單的早餐「面包蛋」,令人印象深刻,做法也很簡單:生雞蛋兩個,破殼打在咖啡杯裏,連杯子一起蓋在滾水裏十分鐘,至蛋白半凝結,隨自己口味加胡椒粉和醬油,用烘脆的面包蘸蛋液吃。天天見慣見熟的面包和雞蛋,這樣配搭的吃法很有驚喜。
北馬當地特色菜『豆芽雞』。(筆者供圖)北馬特色小菜『炒水果』。(筆者供圖)北馬當地特色早餐『麵包蛋』。(筆者供圖)

老當益壯?八旬翁酷愛打機 《Far Cry 5》已通關兩次

家住四川的83歲老翁楊炳林,已是一名20年資歷的『老玩家』。(圖片來源:觸樂網)
【香港輕新聞】提到打機,不少人都會認為是年輕人的喜好。但在四川有位八旬老翁,自20年前退休以來,每天除規律作息外,最大的娛樂竟是打各種主機遊戲。對於現時有成年人認為打機是玩物喪志,老人家就覺得遊戲「除了鍛煉智商增長見識,也能磨礪人的精神」,不僅自己玩,亦把兒子與外孫都培養成遊戲愛好者……
內地遊戲資訊網站「觸樂網」近日發布了一篇對一位資深的「老玩家」的採訪:該玩家不僅體現在遊戲資歷的久遠,同樣也體現在該玩家今年83歲的高齡。據採訪報導,該位名叫楊炳林的老玩家居住在四川瀘州,平時大部分生活習慣與一般退休長者無異:早睡早起,注重飲食,每日有定時外出散步運動的習慣,每年還有至少兩次旅遊計劃。
但是除這些起居日常外,楊炳林每日還固定有3至6小時的打機時間。據他本人介紹,自己對遊戲感興趣始於自己剛退休的1998年,由於不再上班逐漸感到空虛,遂開始為自己生活「加碼」,先後發展出每日打乒乓球、打麻雀等愛好,之後又因個人喜好,將打麻雀替換成打機,「一開始是在街上看到很多年輕人在玩遊戲,看了以後感覺裡頭有很多文章……也不用工作了,腦子也沒用了,就打遊戲唄」,「放棄麻將是因為怕肺癌——每次麻將桌上總有人在食煙,對肺不好」。
據老人外孫介紹,自己從記事起,外公就在家裡用初代PlayStation打遊戲,當時外公愛玩的遊戲有《生化危機》、《恐龍危機》、《袋狼大進攻擊》等遊戲,於是外公便成了遠近皆知的「老頑童」。每逢周末,鄰居街坊有事無法照顧小孩時,都會拜託外公暫時看顧。
即使用遊戲手掣打第一人稱射擊遊戲(FPS),操作也十分精準。(圖片來源:觸樂網)
每份通關的遊戲,老人家都會手寫通關日期標籤,精心保存碟片。(圖片來源:觸樂網)
由於兒時常與外公相伴,外孫也在耳濡目染中養成為了遊戲愛好者。楊炳林的兒子是暴雪著名線上遊戲的《魔獸世界》的常年玩家,外孫長大後也成為《CSGO》、《鬥陣特工》等FPS類型遊戲以及《Dota 2》的玩家。
楊炳林自言是日本Sony的忠實擁躉,在開始玩遊戲後陸續購入了Sony的PS、PS2、PS4以及微軟的Xbox 360等遊戲主機,而且緊追近年新遊戲發售的節奏,購買了不少諸如《盜墓者羅拉:崛起》、《刺客教條:大革命》、《刺客教條:起源》以及《極地戰嚎5》等3A級遊戲大作,由於十分喜愛《極地戰嚎5》這…

澳洲代購奶粉華人女子疑涉接贓遭警方拘捕

因搜購嬰兒奶粉聞名澳洲的華人女子被警察鎖上手銬拘捕。


【香港輕新聞】華人在澳洲搶購嬰兒奶粉導致出現買奶粉難現象早已引起詬病,最近更被揭發有中國家庭專門偷竊奶粉轉售。一名在澳洲從事代購嬰兒奶粉的華人女子近日被墨爾本警方拘捕,有報道指這名女子涉嫌購買早前發生的華人家庭犯罪團伙「奶粉大盜」案的賊贓奶粉,據悉目前這位華人女子已經被警方釋放,但可能只是作為嫌疑人等候審理,而並非無罪釋放,目前此案仍在繼續調查之中。
今年1月澳洲警方偵破嬰幼兒奶粉盜竊家族
在今年1月份,一位名叫柯劍鋒(音譯,Jian Feng Ke)的華人剛剛從中國飛抵澳洲,就在機場被警方拘捕,他的父母和妹妹在他被捕前也已經被警方拘捕,警方一共逮捕了8名家庭成員,其中年紀最小的22歲,最大的53歲,各人被指控在澳洲盜竊嬰幼兒奶粉。

警方在被捕女子寓所發現大批奶粉,部分疑為賊贓。

疑犯房屋搜出4000罐奶粉、蜂蜜和保健品
澳洲警方從疑犯家庭位於悉尼的兩棟房屋中搜出了總價值超過100萬澳元、多達4000罐的嬰兒奶粉、麥盧卡蜂蜜和保健品,以及21.5萬澳元現金贓款。這些被盜的奶粉和保健品都正準備運往中國。從2018年開始,澳洲警方就一直在調查被盜奶粉的下落,之後順藤摸瓜找到這名做代購的華人女子,並人贓俱獲將她逮捕。

被捕女子被稱為「墨爾本夢幻」,曾被電視台跟蹤拍攝她搜購奶粉手法。

被捕女子外號「墨爾本夢幻」圈內十分知名
據知情華人透露,這名被捕的華人女子在澳洲代購圈內很出名,她就是「墨爾本夢幻」。在澳洲九號電視台的一檔名為《A Current Affair》的節目2018年曾播出的一個專題片《瘋狂的嬰幼兒配方奶粉》(Baby formula frenzy)中,她就是被拍到搶購奶粉的主角。
祖孫三代螞蟻搬家不斷到超市購買奶粉
在這個電視台的特別節目中,記者跟拍了這個住在墨爾本的華人家庭一整天,從背後看著「夢幻」女士一家人,她和母親還有孩子(祖孫三代),各自開車到不同的超市瘋狂購買奶粉,之後塞滿汽車後備箱,並囤積到自家車庫。這個節目還採訪了澳洲的年輕媽媽們。她們講述了由於這些華人代購無視4罐限量,以「螞蟻搬家」的方式不斷掃貨,以至於她們經常為買不到嬰幼兒配方奶粉而苦惱。



https://www.litenews.hk/?p=70068