La DARPA e altre agenzie lavorano su piani per rilanciare l'industria dei chip

di Alan Boyleil 22 agosto 2023 alle 15:4223 agosto 2023 alle 22:54

Dirigenti tecnologici, ricercatori e funzionari governativi si riuniranno a Seattle questa settimana per trovare modi per aggiungere una nuova dimensione all'industria americana dei chip, in senso figurato e letterale.

"Parleremo di un'opportunità irripetibile per reinventare la produzione microelettronica domestica", ha affermato oggi Mark Rosker, direttore dell'Ufficio per la tecnologia dei microsistemi della Defense Advanced Research Projects Agency, alla sessione di apertura del vertice ERI 2.0. all'Hyatt Regency Seattle.

Più di 1.300 partecipanti si sono iscritti all'evento DARPA, che fa seguito a una serie di summit dell'iniziativa Electronics Resurgence condotti prima della pandemia di COVID-19.

L'obiettivo principale del vertice di questa settimana è quello di lavorare su come promuovere la ricerca, lo sviluppo e la produzione per l'industria dei chip. La DARPA è solo una delle agenzie governative coinvolte in tali sforzi. Al vertice di questa settimana parteciperanno anche rappresentanti del Dipartimento del Commercio, del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, dell'Ufficio per le politiche scientifiche e tecnologiche della Casa Bianca e della National Science Foundation.

Il ruolo della DARPA nel sostenere le innovazioni nel campo della microelettronica è finanziato attraverso il Dipartimento della Difesa, ma altre parti del governo federale stanno attingendo a 52 miliardi di dollari di finanziamenti forniti dal CHIPS bipartisan and Science Act dello scorso anno. La senatrice Maria Cantwell, D-Wash., ha detto ai partecipanti che far approvare tale legislazione dal Congresso non è stato un compito banale.

"Posso dirvi che è stato davvero uno sforzo titanico, perché sono un sacco di soldi", ha detto. “E non solo sono un sacco di soldi. Abbiamo dovuto spiegare alla gente cosa è successo negli ultimi due decenni, che all’improvviso ora stiamo dicendo che dobbiamo riportare la catena di fornitura [della microelettronica] negli Stati Uniti d’America”.

Cantwell ha affermato che la pandemia e i suoi effetti hanno rivelato quanto c’è ancora da fare, un fattore sollevato anche dal CEO di Intel, Patrick Gelsinger.

“Il COVID è stato un enorme campanello d’allarme”, ha detto Gelsinger. “Immaginiamo di essere a corto di un semiconduttore da 2 dollari e di non poter spedire un'auto da 30.000 dollari o un aereo da 15 milioni di dollari, giusto? All’improvviso ci siamo resi conto di quanto fossero diventate fragili le nostre catene di approvvigionamento”.

Dall’anno scorso, solo il 12% dei chip mondiali è stato prodotto negli Stati Uniti, un dato in forte calo rispetto al 37% degli anni ’90. Oggi, circa l’80% dei chip vengono prodotti in Asia, il che ha lasciato l’America vulnerabile quando la pandemia ha inferto un duro colpo alle catene di approvvigionamento transpacifiche.

L'iniziativa sui chip del governo federale mira a cambiare questa equazione, principalmente fornendo incentivi ai produttori di chip per costruire nuovi impianti di produzione negli Stati Uniti. Questa strategia sembra funzionare: Gelsinger ha sottolineato l'investimento multimiliardario di Intel in nuove fabbriche di chip costruite in Arizona, nel New Mexico. , Ohio e Oregon.

Anche le innovazioni nella progettazione dei chip giocano un ruolo importante. “Siamo finalmente alla fine dell’era dei circuiti integrati monolitici”, ha dichiarato Rosker. Questo non è solo perché i produttori di chip si stanno avvicinando al limite fisico per poter stipare più transistor su un piccolo wafer, ma anche a causa dell'economia del settore, ha spiegato.

Rosker ha affermato che un’iniziativa della DARPA chiamata Next-Generation Microsystems and Manufacturing, o NGMM, offre un percorso per effettuare la transizione dalla microelettronica 2-D a 3-D.

“Immaginiamo strati di elettronica con interconnessioni super-dense che forniscono percorsi affinché le informazioni possano viaggiare in verticale con la stessa facilità con cui lo fanno oggi in orizzontale”, ha affermato. Se l’iniziativa andasse come spera la DARPA, ciò porterebbe non solo a chip più veloci, ma anche a nuovi tipi di materiali e dispositivi.

L’industria si sta già spostando dalla produzione di massa di chip monolitici alla creazione di “chiplet” che possono essere confezionati insieme in tre dimensioni come i blocchi Lego per applicazioni personalizzate.

"In sostanza, i vecchi materiali in silicio stanno diventando nuovi fantastici materiali di imballaggio", ha affermato Gelsinger. "Stiamo entrando nell'era degli imballaggi avanzati, dove gli imballaggi in 2 dimensioni e mezzo e quelli in 3 dimensioni diventano la nuova norma."