美軍如何改善軍需積體電路的供應

September 27, 2018

 (圖片來源: DARPA)

 

縮短積體電路設計時間

 

在未來的作戰環境中,防衛體系對於電子儀器的仰賴程度將會越來越重,而支撐這些龐大運算系統的積體電路 (IC) 也越趨複雜。根據估計,美國國防部若欲自行設計能夠運用在作戰的客製化 IC,以一個十人的工程師團隊來說,將需花費一億美金並且兩年時間來完成。反觀如果完全商購市面上的通用元件和軟體來修改,雖然可望將壓縮開發期至半年,但會耗費將近 250 倍的能源,並且增加國防體系在產業鏈上的曝險度。

 

為了在兩個極端找出平衡點,美國國防高等研究署 (DARPA) 近幾年來在進行「電路加速開發計畫」,簡稱 CRAFT 。由於目前最佔時間的程序是設計和驗證 (約 60%) ,CRAFT宗旨便是改變 IC設計環節的流程,維持一定程度的效能,並大幅降低開發時間與成本。其中主要以三個面向進行:

 

1) 首先是 IC 設計部分:使用物件導向設計 OOD 流程和新軟體科技,將暫存器傳輸級 RTL 中的程序,以及之後各步驟的驗證程序自動化。

 

2) 在轉交方面:由於設計時的 OOD 流程已簡化硬體描述語言 HDL、邏輯合成、電路模擬等步驟,在將設計轉手給乙方製造廠時,該廠的工序也簡化許多,僅剩最後的電路布局和繞線 (place & route) 和電路檢測。

 

3) 在知識永續方面: 將創立一個由國防單位以及國防承包商所能使用資料庫,並存放數據、矽智財等元件供使用,已減少重複工作和官僚手續。

 

為什麼受認證的微電子元件 (trusted microelectronics) 重要?

 

雖然半導體業起先是由美國政府研發計畫興起的,但就如其他產業一樣,在近幾十年來民間不僅在對半導體的消費,甚至研發上面,早已遠超過政府的影響力。而在全球化的趨勢下,半導體擁有十分龐大的跨國產業鏈,市場力量和各國政府皆能影響產業鏈的安全性,非美國政府和軍方所能一手掌握。舉例來說,台積電、三星等外國公司是美軍設備的半導體最大供應商。

 

由於像是半導體這種微電子元件在民用和國防上的廣泛應用,為保國家在平時和戰時之安泰,美國國防部體會到認證這些供應商和產品來源的重要性,故在 2003 創設製造商認證計畫 (Trusted Foundry Program) 來判定產品來源,但直到 2012 年都沒有相應法源規定國防部必須使用認證的廠商。美國的國防產業協會 (National Defense Industry Association; NDIA) 在 2017 做出了以下幾點建議,如制定國家半導體戰略、修正武獲程序、增加商業影響力等。由於世界經濟趨勢早已不可能讓整個供應鏈搬回美國,實際如何落實這些戰略並確保必要元件的供應將會是一大難題。

 

 

Share on Facebook
Share on Twitter
Please reload

Featured Posts

I'm busy working on my blog posts. Watch this space!

Please reload

Recent Posts

January 14, 2020

Please reload

Archive
Please reload

Search By Tags

I'm busy working on my blog posts. Watch this space!

Please reload

Follow Us
  • Facebook Basic Square
  • Twitter Basic Square
  • Google+ Basic Square