DARPA正在推动多项合作，确保美国芯片安全

2020-08-21 14:01:07 来源: 半导体行业观察

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一项由国防部发起的为期三年的电子计划正在通过公私合作的形式取得成果，而该项目涉及的领域从摩尔定律后的芯片架构到日益增长的确保微电子供应链安全的国家安全要求。

美国国防高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency）于2017年启动了其电子复兴计划（ERI），以帮助重启几十年来一直稳步向海外转移的国内芯片产业。由于摩尔定律接近极限，大流行所暴露的供应链漏洞迫切需要DARPA努力。

国防部负责收购和维持的副部长艾伦·洛德（Ellen Lord）在虚拟ERI峰会上表示：“美国微电子行业正处于一个转折点。” 经过数十年的芯片制造，封装和测试能力的外包，“我们如何扭转这一趋势？”

国防部正在通过实施Lord所谓的“重构微电子供应链的分步过程”来扩大其技术基础的工作，重点放在半导体生态系统的各个部分，包括存储设备，逻辑，IC和先进封装，以及测试和组装。

洛德说：“虽然国防部并不能驱动电子市场，因为我们仅占需求的1％，但我们可以推动大量的研发。” ERI正在推进提供商业创新框架的公私伙伴关系。洛德补充说，结果将是“开拓者计划”，旨在更新美国芯片制造。

随着与中国贸易摩擦的加剧，ERI更加注重确保美国电子供应链的血统。洛德说：“我们需要找到一条通往国内资源的道路。”

作为新兴的下一代美国产业政策的一部分，在培育政府与行业的伙伴关系的同时，今年的DARPA峰会还强调了确保晶圆厂，代工服务，设备和基础微电子产品安全的芯片标准和工艺。有鉴于此，美国官员强调了诸如“可量化保证”之类的新芯片指标，以保护可能用于武器或物联网设备的两用设备。

“我们保护供应链的机密性和完整性的利益与商业利益是一致的，我们将继续在政府和整个行业中合作，以制定和实施基于零信任的量化保证战略，”负责人Nicole Petta说。国防部微电子办公室主任。

“零信任”方法假定没有设备是安全的，并且所有微电子组件都必须在部署之前经过验证。该框架标志着与1990年代美国国防部“信任制造”方法的哲学上的背离，主要是因为“外围防御”未能解释内部威胁。

“ ERI是这项工作的基础，” Petta补充说。

DARPA在建立公私技术合作伙伴关系方面有着悠久的历史，着眼于高风险的研发，然后尝试部署两用技术来增强美国的军事能力，同时维持美国的工业基础。实施TCP / IP协议的ARPANET是一个很好的例子。

DARPA的微系统技术办公室副主任Dev Palmer在不断增加的行业—大学合作伙伴名单中指出：“两个头脑总比一个头脑好。”

在微电子方面的努力中，有一个由ARM领导的项目，芯片IP供应商根据一项名为N-Zero的ERI计划，将其低功率处理器技术授权给了国防部承包商，以实现近零功率RF和传感器操作。帕尔默表示，ARM将提供1,000个许可席位，以使用其低功耗技术，以用于无人值守的传感器设计。

其他ERI项目的重点是减少越来越多的处理器漏洞。微软正在与SRI International和剑桥大学合作研究SSITH或通过硬件和固件进行的系统安全集成。迄今为止，该工作已开发出基于RISC-V的FPGA，并将其纳入商业设计中。

DARPA的Palmer表示，目标是开发可嵌入到服务器，IoT设备和智能手机中的ASIC。这项工作还旨在替换仅针对软件应用程序的安全补丁。相反，SSITH将专注于“从源头上了解潜在的硬件漏洞”。

高通等无线芯片制造商正在针对5G无线“小型蜂窝”的下一代组件中使用类似的片上安全功能。

帕尔默说，到目前为止，SSITH合作伙伴已经减轻了70％以上的处理器漏洞，有助于收回目前为安全补丁保留的拥挤的IC面积。

ERI还更加重视5G无线发展，这已越来越被视为战略技术。高通公司正在与GlobalFoundries和空军研究实验室合作，以使国防部能够使用商业无线技术。“量化保证制造”的努力将验证用于设计无线芯片的工具，同时展示针对可能的攻击的防御措施。

这些有保证的制造努力代表了DARPA超越国防部可信赖的代工厂制的另一种情况-该模型不仅容易受到内部威胁的影响，而且延缓了国防部技术的采用。这是因为当前受信任的设施无法处理领先的处理器技术。

Petta说，量化芯片安全风险将使五角大楼扩大对更先进芯片设计的访问。

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