制造位:6月1日

冷冻finFETs
美国国防高级研究计划局(DARPA)已经启动了低温逻辑技术(LTLT)计划该项目旨在开发在接近液氮(~77K或零下321华氏度)的温度下工作的finfet。

LTLT的目标是通过修改制造工艺，开发14纳米及以下节点的低温finFET晶体管。与目前的中央处理器(cpu)相比，由此产生的设备技术应该能够在室温下实现25倍的性能/功率提升。LTLT还寻求开发和演示可以在77K工作的SRAM单元。

开尔文是温度的基本单位，它以绝对零度为零点。在开氏温标上，纯水在273.15 K结冰，在373.15 K沸腾。

如今，半导体行业正在努力解决一个重大问题——改进芯片设计的传统方法出现了一些裂缝。传统上，为了推进设计，IC供应商开发一个片上系统(SoC)，然后实现一个称为芯片扩展的概念。其想法是缩小每个节点上的晶体管，并将更多的晶体管塞到SoC上，以更低的成本实现更多的功能。但芯片的扩展速度正在放缓，高级节点的价格/性能优势正在缩小。

这就是LTLT适用的地方。DARPA微系统技术办公室(MTO)项目经理杰森·吴(Jason Woo)说:“今天，我们正积极地达到摩尔定律的扩展极限，并面临着无法进一步扩展功率密度以提高计算性能的问题。”“一个可行的解决方案是冷计算。虽然微电子通常设计为在室温下工作，但我们知道，在降低温度时，设备特性会显著改善。超低温设备——工作温度在77K或以下的设备——有潜力克服功率缩放限制，但当你将它们应用于大规模集成时存在挑战。”

LTLT旨在开发当今finfet的器件/材料特性和性能。最大的不同在于晶体管技术是在非常低的温度下工作的。这反过来将使芯片具有更好的性能/功率。

该计划分为两个研究领域。第一个项目将专注于研究和开发一种制造技术，该技术可以使低压设备在77K下工作。该技术将能够集成低温晶体管和SRAM电池，在77K的开关能量低25倍。

该计划的第二个领域将探索低温finfet的先进研究概念。将探讨三个具体挑战，包括超低功耗、具有新型开关机制的高速晶体管;低能SRAM电池;以及新的电路技术。

Deepfake检测
美国陆军作战能力发展司令部(DEVCOM)和南加州大学的研究人员已经开发出一种叫做DeFakeHop的深度造假检测方法，增加了人工智能、智能场景理解和面部生物识别方面的重要知识。

Deepfake是一款人工智能合成的超逼真软件，可以修改现有图像和视频，并将其替换为假图像和视频。然后，这个虚假的肖像被操纵来说话或做事。深度造假对社会和国家安全构成了重大威胁，因为它增加了虚假内容的真实性。

陆军研究实验室研究员苏亚·尤(Suya You)表示:“人工智能驱动的深度造假进展如此迅速，以至于目前缺乏可靠的技术来检测和防御深度造假。”“我们迫切需要一种替代范式，能够理解深度造假惊人表现背后的机制，并在坚实的理论支持下制定有效的防御解决方案。”

DeFakeHop的关键创新被称为连续子空间学习(SSL)。SSL是一种新的基于信号变换理论的神经网络架构数学框架。SSL适用于高维数据，是图像处理和理解人脸生物特征的新工具。使用SSL, DeFakeHop比现有的深度伪造检测软件有几个优势，如健壮性、可伸缩性和可移植性。

军方计划在战场上使用DeFakeHop的低尺寸、低重量、低功率的视觉设备。军方希望通过使用DeFakeHop来检测虚假内容，并增加其智能场景理解和面部生物识别的知识。“(DeFakeHop)具有相当多的理想特征，包括模型规模小，需要有限的训练数据，训练复杂度低，能够处理低分辨率的输入图像。这可能会导致改变游戏规则的解决方案，对未来陆军具有深远的应用。”

光子学墨水
美国空军研究实验室批准了与虹膜光技术公司的合作研发协议开发混合硅激光器用于硅光子学。

Iris开发了一种光子墨水，用于在无源硅芯片上打印激光增益材料。这种墨水能够发射从可见光到近红外线的广谱光。

硅光子学利用光子集成电路(PICs)，是数据中心和其他应用的一个有前途的领域。pic使用光子，光子以光速移动。“这极大地提高了带宽(数据传输速率)和电路的速度，而没有大的能量损失，使得pic比IC更有效。”据Wevolver报道，一个高科技网站。

但是这项技术也面临着各种各样的挑战。将硅基集成电路与激光等光子元件集成在同一设备上具有挑战性。

“由于硅的间接带隙(材料的价带和导带之间的水平移动)，光源(激光器，光子组件的发动机)在硅光子学中开发非常具有挑战性。”据Synopsys报道．“为了产生光，材料需要有直接的带隙。因此，其他具有直接带隙的材料，如磷化铟(InP)，被用于创建激光器，它们被集成在硅光子晶圆(芯片)中，以驱动光子电路中的光子组件。”

AFRL正在研究硅光子学，目标是找到一种更好的方法来制造混合器件，使激光集成到硅芯片上成为可能。他们的目标是找到一种更便宜、更可靠的方法来制造片上激光器。AFRL正在研究的一种方法涉及虹膜光技术公司开发的一种“光子墨水”。

“这项技术的新奇之处在于，我们使用的是一个简单的硅芯片，它很容易制造，没有增益，也没有光源。在芯片加工过程中，墨水材料被打印到芯片上，”美国空军研究实验室的研究科学家史蒂文·麦基恩说。“墨水将把能量转换成激光。实际上是硅在塑造光，携带光，引导光。它与墨水相互作用，将能量转化为激光发射。”

印刷雷达
美国海军研究实验室已经进行了开发和测试3d打印天线和阵列发展雷达技术。

资料来源:美国海军研究实验室。图片来源:Jonathan Steffen

雷达对海上导航和防御至关重要。天线和阵列的部件可能会损坏或磨损，需要更换。传统上，零件是用金属订购或复杂地加工出来的，有时需要几周的时间才能生产出来。3d打印部件的轻量化和快速生产使其成为传统制造的一个有吸引力的替代品，传统制造通常需要昂贵的材料和专业设备。

“3D打印是一种快速生产原型的方法，可以以最低的成本快速完成多次设计迭代，”NRL电气工程师Anna Stumme说。“打印部件的轻重量也使我们能够将技术应用到新的应用领域，而固体金属部件的重量曾经限制了我们。”