La DARPA e i suoi partner si riuniscono per elaborare strategie per rilanciare l’industria americana dei chip

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 definire i dettagli di una campagna da 52 miliardi di dollari per promuovere la ricerca, lo sviluppo, la formazione e la produzione per l'industria dei chip.
La campagna è finanziata attraverso il CHIPS and Science Act bipartisan dello scorso anno – e la DARPA è solo una delle agenzie governative coinvolte nel rilanciarla.
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.
La senatrice Maria Cantwell, D-Wash., ha detto ai partecipanti che far passare il CHIPS and Science Act al 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 del circuito integrato monolitico", ha dichiarato Rosker della DARPA.
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." E non deve trattarsi solo della vecchia roba al silicio: Rosker ha affermato che la DARPA sta “cercando modi per incorporare fotonica ed elettronica non silicica in questi sistemi”.
La DARPA è interessata a dare impulso all'industria dei semiconduttori perché l'esercito americano è uno dei clienti più esigenti del settore.
Il Pentagono vuole assicurarsi di avere una fornitura affidabile di chip, che l'hardware non sia vulnerabile agli hacker stranieri e che i chip possano resistere ad ambienti estremi come le alte temperature nelle turbine a reazione o gli alti livelli di spazio radiazione.
Rosker e altri partecipanti al vertice ERI 2.0 hanno sottolineato che erano appena all’inizio.
Alcuni dei programmi federali volti a rilanciare l’industria dei chip, come il National Semiconductor Technology Center e il programma RAMP-C del Pentagono, sono ancora in fase di accelerazione.
Cantwell, intanto, sta già pensando alle iniziative future.
Ha chiesto che i ricercatori finanziati dalla DARPA siano incoraggiati ad aderire all’NSTC e che siano intensificati gli sforzi per creare partenariati tra la DARPA e gli innovatori nel settore dei semiconduttori.
Ha anche affermato che il ramo esecutivo dovrebbe sviluppare una strategia per la forza lavoro a livello governativo per l’industria dei chip.
Cantwell ha osservato che la NSF ha recentemente assegnato 10 milioni di dollari all’Università di Washington per sostenere lo sviluppo e la ricerca della forza lavoro nel settore dei semiconduttori, un progetto finanziato dal CHIPS e dal Science Act.
“Abbiamo fatto due progetti di legge sulla competitività prima di questa legislazione, e non siamo riusciti a fare una cosa dopo: stanziare la giusta quantità di denaro”, ha detto Cantwell.
"Quindi spero che, nella conferenza di oggi, vi concentrerete anche sul fatto che il Congresso deve rimanere competitivo e continuare a stanziare risorse oltre ai 52 miliardi di dollari per il programma di sovvenzioni per i semiconduttori, ma assicurandosi di avere gli scienziati per domani."