美國(guó)國(guó)防部可信微電子戰(zhàn)略和舉措演進(jìn)研究

張 倩，劉馨陽(yáng)，聶國(guó)健，周軍連

（工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣東廣州 510610）

為保障武器裝備用微電子器件的安全，美國(guó)國(guó)防部自2003 年起逐步建立起“可信供應(yīng)”能力。隨著微電子器件產(chǎn)品供應(yīng)鏈的持續(xù)全球化和先進(jìn)制造能力不斷向亞洲聚集，美國(guó)國(guó)防部要求加大對(duì)商用技術(shù)和產(chǎn)品的使用力度，并于2017 年提出“技術(shù)實(shí)現(xiàn)可信”的新安全框架［1］。2020 年5 月，美國(guó)國(guó)防部國(guó)防研究和現(xiàn)代化工程主任馬克·路易斯表示，國(guó)防部將采取“零信任”方式購(gòu)買(mǎi)微電子器件產(chǎn)品，即假設(shè)所購(gòu)產(chǎn)品均不安全，必須通過(guò)驗(yàn)證后才可使用，并表示已經(jīng)研制出達(dá)到該目標(biāo)的技術(shù)［2］。通過(guò)分析新安全框架及其所匹配項(xiàng)目的研究成果，可以證實(shí)美國(guó)國(guó)防部已打下了良好的可信技術(shù)保障能力。

1 美國(guó)國(guó)防部一直擔(dān)心微電子器件的安全和持續(xù)供應(yīng)

美國(guó)武器裝備用邏輯電路只有約10% 來(lái)自國(guó)防部的定制化制造，其他則依賴(lài)商用現(xiàn)貨（Commercial-off-the-shelf，COTS）［3］。在供應(yīng)鏈全球化的背景下，微電子器件在裝入武器裝備前可能會(huì)被倒手十余次［4］，而且亞洲掌握著最先進(jìn)的微電子制造和封測(cè)能力，美國(guó)非常擔(dān)心武器裝備用微電子器件在制造和流轉(zhuǎn)過(guò)程中的安全，具體體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

敏感信息丟失。通過(guò)潛入設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)或?qū)嵤┠嫦蚬こ痰仁侄危杀I取微電子器件產(chǎn)品中的敏感或關(guān)鍵信息、知識(shí)產(chǎn)權(quán)（Intellectual Property，IP）等，還可了解器件結(jié)構(gòu)和功能，以及發(fā)現(xiàn)漏洞，為后續(xù)功能復(fù)制或發(fā)起攻擊做好準(zhǔn)備。

植入惡意功能。通過(guò)修改微電子器件規(guī)格、設(shè)計(jì)和掩膜版等手段，可植入缺陷或硬件木馬，使系統(tǒng)性能降低甚至失效，或獲取系統(tǒng)訪問(wèn)和控制權(quán)，進(jìn)而實(shí)施攻擊。2011 年7 月，美國(guó)國(guó)土安全部在給國(guó)會(huì)的報(bào)告中指出，已發(fā)現(xiàn)銷(xiāo)往美國(guó)的電子元器件被國(guó)外組織預(yù)置了間諜軟件、惡意及損害安全的部分［5］。

混入偽冒產(chǎn)品。將質(zhì)量不合格和偽冒的微電子器件再次引入國(guó)防供應(yīng)鏈，包括克隆偽造、廢棄再回收、打磨翻新、為改變質(zhì)量等級(jí)而重新打標(biāo)、未經(jīng)許可的超量生產(chǎn)等。在美國(guó)國(guó)防部2010 年前后開(kāi)展的系列調(diào)查中顯示［6-7］，偽冒電子元器件已影響美國(guó)國(guó)防電子供應(yīng)鏈的40%，涉及海陸空八大武器裝備。根據(jù)國(guó)際電子經(jīng)銷(xiāo)商協(xié)會(huì)(Electronic Resellers Association International，ERAI)2020 年 統(tǒng) 計(jì) 數(shù) 據(jù)，2018 年偽冒電子元器件預(yù)計(jì)給美國(guó)半導(dǎo)體制造商造成了約75 億美元的損失；其中69.9%為集成電路［8］。

供應(yīng)鏈條斷裂。原因包括技術(shù)升級(jí)或商業(yè)壓力迫使供應(yīng)商停止生產(chǎn)、供應(yīng)商倒閉或被收購(gòu)、地緣政治沖突或自然災(zāi)害導(dǎo)致生產(chǎn)和交付中斷等，嚴(yán)重威脅關(guān)鍵武器系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)。

2 美國(guó)國(guó)防部從2003 年開(kāi)始建立“可信供應(yīng)”能力

2003 年，美國(guó)國(guó)防部制定了《國(guó)防可信集成電路戰(zhàn)略》，要求建立能為國(guó)防關(guān)鍵武器、情報(bào)系統(tǒng)提供可靠微電子器件的國(guó)防工業(yè)基礎(chǔ)。2004 年初，國(guó)防部發(fā)布《專(zhuān)用集成電路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）可信供應(yīng)商臨時(shí)指南》，將“可信”定義為“通過(guò)評(píng)估國(guó)防安全用重要器件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造、分銷(xiāo)等環(huán)節(jié)中人員和流程的完整一致性，確定其具備保障國(guó)家安全的能力”；指出可信是國(guó)防系統(tǒng)的最低要求，明確必須由可信代工廠制造的器件類(lèi)型［9］。

2.1 國(guó)防部希望為微電子器件提供“端到端”的全面安全保障

2004 年，美國(guó)國(guó)防部與國(guó)家安全局開(kāi)展“可信代工廠”項(xiàng)目，并與美國(guó)IBM 公司簽署了一份為期10 年、總金額6 億美元的可信代工線共建合約，以滿(mǎn)足關(guān)鍵軍事和情報(bào)核心系統(tǒng)所需硅ASIC 的制造［10］。2007年“可信代工廠”項(xiàng)目增加“可信供應(yīng)商”，采取認(rèn)證方式，將微電子器件可信服務(wù)范圍從制造擴(kuò)展至包括設(shè)計(jì)、掩模、封裝、測(cè)試等在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈，并覆蓋砷化鎵、氮化硅等更多材料，更好保障ASIC設(shè)計(jì)和制造過(guò)程的完整性和保密性，以及滿(mǎn)足軍方多樣化發(fā)展需求。此后出臺(tái)的5 200.44、5 200.39 等多個(gè)國(guó)防法令中也持續(xù)強(qiáng)調(diào)可信的重要性［3］。

美國(guó)國(guó)防部和國(guó)家安全局各出資50%支持“可信代工廠”項(xiàng)目［11］。國(guó)防部在2004—2019 年間累計(jì)投入7.31 億美元，歷年投資情況見(jiàn)表1。由于數(shù)據(jù)不允許公開(kāi)，國(guó)家安全局的投資情況不得而知。資金主要用于IBM/格芯（Global Foundry，GF）公司可信代工廠的改造和升級(jí)、可信供應(yīng)商的認(rèn)證、停產(chǎn)斷檔ASIC IP 和停產(chǎn)設(shè)備的購(gòu)買(mǎi)、產(chǎn)品原型試樣和小批量生產(chǎn)方法研究等。國(guó)防部未來(lái)每年將繼續(xù)投入8 000～9 000 萬(wàn)美元。截止2020 年6 月26日，可信供應(yīng)商數(shù)量79 家，包括21 條制造工藝線，覆蓋主要類(lèi)別微電子器件（含抗輻射器件）及部分光電器件，工藝及所對(duì)應(yīng)特征尺寸如表2 所示［12］。

表1 國(guó)防部對(duì)“可信代工廠”項(xiàng)目歷年投資情況單位：萬(wàn)美元

表2 美國(guó)現(xiàn)有可信制造能力

表2 （續(xù)）

2.2 現(xiàn)有模式存在缺陷且日益無(wú)法滿(mǎn)足最先進(jìn)制造能力需求

2014 年8 月，IBM 公司宣布出售微電子制造能力，美國(guó)國(guó)防部旋即針對(duì)無(wú)法獲取先進(jìn)微電子器件可能帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)、有無(wú)合適替代方案等內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)界和國(guó)防部官員進(jìn)行了討論［13］，內(nèi)容因敏感未公開(kāi)，結(jié)論是，短期內(nèi)沒(méi)有隸屬于美國(guó)且掌握先進(jìn)制造技術(shù)的美國(guó)境內(nèi)/外的代工廠可進(jìn)行替代，長(zhǎng)期啟動(dòng)研究和驗(yàn)證具備替代能力的制造技術(shù)及新建所有權(quán)歸政府的代工線等也有相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)和限制。

2015 年7 月，格芯公司完成對(duì)IBM 公司微電子制造能力的收購(gòu)。盡管格芯公司位于美國(guó)但由阿聯(lián)酋100%持有，還是引發(fā)了美國(guó)政府的擔(dān)心。同年10 月，美國(guó)政府問(wèn)責(zé)署發(fā)布報(bào)告表示，盡管美國(guó)已在十多年前采取行動(dòng)，但在保障可信先進(jìn)微電子器件制造能力方面仍存在重大缺陷：一是防范手段單一，只有可信代工廠項(xiàng)目這一個(gè)手段；二是供應(yīng)源單一，IBM 公司一直是先進(jìn)微電子制造能力的唯一來(lái)源，隨著IBM 公司出售微電子制造業(yè)務(wù)，可信供應(yīng)能力進(jìn)一步惡化，但國(guó)防部無(wú)明確有效的應(yīng)對(duì)措施［13］。從2015 年10 月開(kāi)始的可信供應(yīng)商名單中，原由IBM 公司提供的先進(jìn)制造能力仍?xún)H由格芯公司提供，且最先進(jìn)制造能力僅為65 納米CMOS 工藝和32 納米SOI 工藝，遠(yuǎn)落后于商用最先進(jìn)技術(shù)數(shù)代。

3 美國(guó)國(guó)防部提出“技術(shù)實(shí)現(xiàn)可信”新安全框架

3.1 國(guó)防部要求加大對(duì)商用技術(shù)的使用

商用和軍用技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)“冰火兩重天”。美國(guó)國(guó)防部認(rèn)為，特征尺寸的不斷減小帶來(lái)微電子器件研發(fā)和制造成本快速攀升，遠(yuǎn)超國(guó)防部的承擔(dān)能力，如10 納米ASIC 的設(shè)計(jì)成本近4.2 億美元，是130 納米ASIC 設(shè)計(jì)費(fèi)用的17～20 倍［14］，只有需求量巨大的商用產(chǎn)品才能平攤高昂設(shè)計(jì)成本，也正因此牽引元器件企業(yè)投入到獲利更高和更快的商用市場(chǎng)，忽視甚至拒絕服務(wù)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、收益小的軍用市場(chǎng)，導(dǎo)致商用技術(shù)發(fā)展加速迭代，軍用技術(shù)發(fā)展舉步維艱。

先進(jìn)商用技術(shù)能帶來(lái)武器裝備性能的巨大提升。美國(guó)國(guó)防部認(rèn)為，微電子先進(jìn)商用制造技術(shù)、商用IP、安全技術(shù)等可大幅提升武器裝備性能，以及增加逆向工程、偽造和克隆的難度，有助于保持超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的優(yōu)勢(shì)。美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）近年已研制出多款采用先進(jìn)技術(shù)的微電子器件，證實(shí)先進(jìn)技術(shù)可帶來(lái)性能的大幅提升，如以手機(jī)電池電量即可支撐180 個(gè)小時(shí)射頻信號(hào)識(shí)別和以64G/s 速度捕獲和分析超大量射頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理芯片，具備10倍高動(dòng)態(tài)范圍的任意波形發(fā)生器，可獲取全戰(zhàn)域感知能力的單個(gè)可重構(gòu)芯片，可支持實(shí)時(shí)機(jī)器學(xué)習(xí)的小型平臺(tái)，可高速智能捕獲、識(shí)別和分析數(shù)據(jù)的單個(gè)攝像頭等［15］。國(guó)防部也證實(shí)，對(duì)采用90 納米鰭形晶體管（FinFET）結(jié)構(gòu)的ASIC 進(jìn)行逆向工程需要1 年時(shí)間［16］。

可信供應(yīng)模式不能滿(mǎn)足需求。美國(guó)國(guó)防部認(rèn)為，“可信供應(yīng)”運(yùn)行機(jī)制相對(duì)封閉，國(guó)防部可獲得的商業(yè)IP 和設(shè)計(jì)資源非常有限，不能立刻享用技術(shù)發(fā)展所帶來(lái)的性能優(yōu)勢(shì)。2017 年2 月，美國(guó)國(guó)防科學(xué)委員會(huì)發(fā)布報(bào)告指出，國(guó)防部要與最先進(jìn)商業(yè)微電子制造能力合作，而不是投資一個(gè)國(guó)防部所擁有的先進(jìn)制造廠，這樣才具備資金可行性，以及滿(mǎn)足未來(lái)自動(dòng)化和智能化發(fā)展新需求；同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)防篡改技術(shù)的研發(fā)及采取拆分制造和跟蹤流程等策略，多舉措保證安全［17］。

為此，美國(guó)國(guó)防部提出建立新安全框架，要求既能靈活使用商業(yè)技術(shù)和制造能力，又能保證高度安全，保障未來(lái)十年最有可能推動(dòng)軍事能力發(fā)展的電子元器件的來(lái)源、安全和可靠。

3.2 DARPA提出“技術(shù)實(shí)現(xiàn)可信”框架和系列保障方法

基于“可信供應(yīng)”模式和已開(kāi)展項(xiàng)目，DARPA提出“技術(shù)實(shí)現(xiàn)可信”新安全框架和多個(gè)保障方法，包括驗(yàn)證和確認(rèn)、模糊和標(biāo)記、功能分解和精細(xì)分解、瞬態(tài)、政府專(zhuān)有解決方案等，可達(dá)到掩蓋器件功能、驗(yàn)證器件來(lái)源和功能、保護(hù)敏感信息和IP、擴(kuò)大國(guó)防供應(yīng)基礎(chǔ)等目的［1］。各保障方法含義、對(duì)應(yīng)項(xiàng)目和可應(yīng)對(duì)威脅如表3 所示。

表3 各保障方法對(duì)應(yīng)項(xiàng)目及可應(yīng)對(duì)威脅

4 美國(guó)國(guó)防部匹配九個(gè)項(xiàng)目以建設(shè)體系化可信能力

新安全框架包含9 個(gè)項(xiàng)目，但并非新設(shè)項(xiàng)目，是對(duì)DARPA 和IARPA 對(duì)此前和正在開(kāi)展項(xiàng)目的一次統(tǒng)籌。部分項(xiàng)目已經(jīng)完成并取得顯著成就，部分項(xiàng)目仍在進(jìn)行中，項(xiàng)目起止時(shí)間和已投資金額如表4 所示。以下對(duì)各個(gè)項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容和主要成果分別進(jìn)行論述。

表4 “技術(shù)實(shí)現(xiàn)可信”框架下9 個(gè)項(xiàng)目的起止時(shí)間和投資金額 單位：萬(wàn)美元

4.1 TRUST項(xiàng)目

DARPA 認(rèn)為美國(guó)并未具備足夠能力來(lái)證明其武器裝備用微電子器件中不包含惡意的電路，為此于2007 年啟動(dòng)TRUST 項(xiàng)目。

研究?jī)?nèi)容。項(xiàng)目希望徹底摒棄傳統(tǒng)方法，開(kāi)發(fā)出可根據(jù)測(cè)試概率與虛警概率得出可信度量的公式，驗(yàn)證在非可信條件下設(shè)計(jì)和制造的軍用集成電路的可信程度，以及減少驗(yàn)證所需的成本和時(shí)間，為識(shí)別遭惡意攻擊的集成電路提供了一個(gè)條明確防范途徑，測(cè)試對(duì)象包括商用ASIC 和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（Field Programmable Gate Arrays，F(xiàn)PGA）［18］。

主要成果。項(xiàng)目歷時(shí)四年，總投資9 211.1 萬(wàn)美元，歷年投資情況如表5 所示［19-24］。項(xiàng)目研制出了系列技術(shù)，可通過(guò)對(duì)已制造出的ASIC 進(jìn)行自動(dòng)聚焦離子束（Focused Ion beam，F(xiàn)IB）分層、掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）成像和圖像處理，重建對(duì)應(yīng)版圖（GDS Ⅱ），可判斷制造過(guò)程是否符合原始設(shè)計(jì)；可自動(dòng)檢查從寄存器傳輸列表（Register-Transfer Level，RTL）到網(wǎng)表再到GDSⅡ的器件設(shè)計(jì)全流程；可將ASIC 和FPGA 中第三方IP 中的未知邏輯單元庫(kù)與IP 功能特性進(jìn)行關(guān)聯(lián)，驗(yàn)證IP 的完整性；開(kāi)發(fā)出能準(zhǔn)確地代表RTL 所描述的原始設(shè)計(jì)的比特流，及可驗(yàn)證FPGA 的物理不可克?。≒hysically Unclonable Functions，PUF）技術(shù)；可在240 小時(shí)內(nèi)完成對(duì)采用45 納米工藝、包含100 萬(wàn)個(gè)晶體管的ASIC、FPGA 的驗(yàn)證［19-24］。

表5 TRUST 項(xiàng)目歷年投資情況 單位：萬(wàn)美元

成果應(yīng)用。項(xiàng)目研發(fā)出FPGA 和ASIC 功能邏輯驗(yàn)證工具和IP 驗(yàn)證工具，已分別被美國(guó)國(guó)防微電 子 處（Defense Microelectronics Activity，DMEA）和空軍研究實(shí)驗(yàn)室（Air Force Research Laboratory，AFRL）所采用［25］。

4.2 IRIS項(xiàng)目

TURST 項(xiàng)目結(jié)束后，DARPA 于2011 年啟動(dòng)了IRIS 項(xiàng)目，進(jìn)一步推進(jìn)深亞微米CMOS 電路成像和器件識(shí)別技術(shù)的研究。

研究?jī)?nèi)容。IRIS 項(xiàng)目最初名為“ 探索”（DISCOVER），2012 年更名為IRIS。項(xiàng)目將研究對(duì)象拓展為“電路設(shè)計(jì)規(guī)則和功能未知”的ASIC，重點(diǎn)研究可在僅知道有限性能指標(biāo)的前提下非破壞性地識(shí)別出數(shù)字、模擬和混合信號(hào)集成電路功能的技術(shù)，可清楚確定該集成電路是否被惡意修改；還將加強(qiáng)對(duì)負(fù)偏壓溫度不穩(wěn)定（Negative Bias Temperature Instability，NBTI）、熱載流子注入（Hot Carrier Injection，HCI）、時(shí)間依賴(lài)性介電擊穿（Time Dependent Dielectric Breakdown，TDDB）和 電 遷 移（Electro Migration，EM）等ASIC 老化機(jī)制的研究，創(chuàng)新器件建模方法及分析和測(cè)試技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可從物理層面判斷芯片壽命，大幅減少可靠性檢測(cè)所需樣品數(shù)量［26］。

主要成果。項(xiàng)目歷時(shí)五年，總投資8 237.8 萬(wàn)美元，歷年投資情況如表6 所示［22-24,27-30］。在功能檢查方面：開(kāi)發(fā)出可進(jìn)行無(wú)損成像、電路提取和功能推導(dǎo)的方法和工具，可在晶體管級(jí)看到有關(guān)芯片制造和電路功能的信息；可對(duì)基礎(chǔ)元器件（晶體管、電容、電阻）、存儲(chǔ)器和互連進(jìn)行非破壞性成像識(shí)別和提取網(wǎng)表；可對(duì)45 納米CMOS 數(shù)字和混合信號(hào)IC、ASIC 和FPGA 中第三方IP 進(jìn)行功能推導(dǎo)；將逆向工程的時(shí)間從數(shù)月減少至數(shù)周。在可靠性評(píng)估方面：結(jié)合成像、電路提取和可靠性建模分析，可識(shí)別測(cè)試IC 樣品中的異常及確定其對(duì)可靠性的影響，顯著提升可靠性分析的準(zhǔn)確性、功能性和有效性；可對(duì)90 納米CMOS 數(shù)字IC 和130 納米CMOS 混合信號(hào)IC 做基于少量樣品的可靠性推導(dǎo)；開(kāi)發(fā)出可模擬電路性能并解決器件老化問(wèn)題的模型，能夠檢測(cè)出為了促進(jìn)早期失效而承受應(yīng)力的IC 或在丟棄后重新引入供應(yīng)鏈的偽冒產(chǎn)品［22-24,27-30］。

表6 IRIS 項(xiàng)目歷年投資情況 單位：萬(wàn)美元

成果應(yīng)用。項(xiàng)目承研方雷神（Raytheon）公司在某軍事硬件上驗(yàn)證功能推導(dǎo)準(zhǔn)確性為99.4%。項(xiàng)目還研發(fā)出可用于防范偽冒電子元器件的掃描光學(xué)顯微鏡（ASOM）技術(shù)。美國(guó)海軍水面作戰(zhàn)中心采用了該技術(shù)，并進(jìn)一步建立了“虛擬實(shí)驗(yàn)室”，可對(duì)器件全生命周期的各種缺陷進(jìn)行檢測(cè)，保障嵌入國(guó)家關(guān)鍵軍事武器和網(wǎng)絡(luò)空間系統(tǒng)的器件的功能、完整性和可靠性［25］。

4.3 CRAFT項(xiàng)目

2016 年，DARPA 啟動(dòng)CRAFT 項(xiàng)目，提出研發(fā)“面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)”（Object-Oriented Design，OOD）的軟件工具，希望能顯著減少先進(jìn)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和制造的過(guò)高成本。

研究?jī)?nèi)容。一是通過(guò)自動(dòng)生成器實(shí)現(xiàn)大部分設(shè)計(jì)任務(wù)的自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)從高級(jí)OOD 語(yǔ)言到原理圖的直接轉(zhuǎn)化，減少現(xiàn)有流程所需的大量驗(yàn)證工作，如圖1 所示［16］，將軍事所需高性能ASIC 的設(shè)計(jì)和制造周期縮短為之前的1/5，如將28 納米ASIC 的研制由2.5 年減少為0.6 年；二是創(chuàng)建知識(shí)貯藏庫(kù)，歸檔國(guó)防部關(guān)鍵軍用ASIC 設(shè)計(jì)中涉及的文檔和IP，使IP 庫(kù)復(fù)用率達(dá)50%以上，大幅降低設(shè)計(jì)工作量；三是提升IC 設(shè)計(jì)在不同代工線、不同工藝節(jié)點(diǎn)上遷移的靈活性，將遷移的工作量減少80%，擴(kuò)大先進(jìn)制造能力供應(yīng)來(lái)源；四是研究電子激活保險(xiǎn)絲（eFuse）等可掩蓋敏感信息的技術(shù)，當(dāng)IC 制造完成后再通過(guò)保險(xiǎn)絲來(lái)改變內(nèi)部連接實(shí)現(xiàn)電路功能［31］。

圖1 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程對(duì)比

主要成果。項(xiàng)目歷時(shí)四年，總投資為7 483 萬(wàn)美元，歷年投資情況如表7 所示［30,32-36］。項(xiàng)目已完成OOD 方法的設(shè)計(jì)流程，建立了一個(gè)包含完成OOD流程所需的知識(shí)產(chǎn)權(quán)、方法和工具的知識(shí)庫(kù)；形成向所有國(guó)防承包商開(kāi)放的（multiply project wafers，MPW）服務(wù)能力，具體指標(biāo)為中國(guó)臺(tái)灣臺(tái)積電公司的300 毫米晶圓、16 納米FinFET 工藝，芯片面積不超過(guò)2.5×2.5 平方毫米，單次單個(gè)用戶(hù)成本為5萬(wàn)美元，并完成了實(shí)驗(yàn)性設(shè)計(jì)和3 次MPW 流片。模擬集成電路和數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)時(shí)間分別壓縮為原來(lái)1/11 和1/8；將數(shù)字和混合信號(hào)ASIC 遷移至格芯16nm 工藝的所需工作量分別減少為原來(lái)的1/5.3和1/4.3［37］。研制的原型芯片包括多應(yīng)用電子戰(zhàn)/雷達(dá)用芯片、多應(yīng)用可重置數(shù)字信號(hào)處理器、計(jì)算機(jī)視覺(jué)加速器、高性能數(shù)字接收機(jī)、無(wú)人駕駛車(chē)輛感知/決策芯片等［16,30,32-36］。

表7 CRAFT 項(xiàng)目歷年投資情況 單位：萬(wàn)美元

4.4 SHIELD項(xiàng)目

為了加強(qiáng)對(duì)微電子器件產(chǎn)品流通過(guò)程的管控，DARPA 于2014 年啟動(dòng)了SHIELD 項(xiàng)目，希望研發(fā)出能隨時(shí)隨地確認(rèn)器件真實(shí)性的技術(shù)。

研究?jī)?nèi)容。重點(diǎn)研發(fā)小晶片（dielet）及配套技術(shù)，包括可感知X 射線、可見(jiàn)光、高溫等使用環(huán)境及捕捉對(duì)芯片進(jìn)行成像、去膠、去帽等行為的無(wú)源傳感器，以檢測(cè)和記錄試圖偽冒、非法訪問(wèn)和逆向破解等行為；采用不易破解的加密算法和抗逆向工程技術(shù)，以保障密鑰安全；可實(shí)現(xiàn)無(wú)線供電的射頻供能技術(shù)；采用可進(jìn)行短時(shí)間大數(shù)據(jù)交換的通信技術(shù)；在遭到被整體移除等試圖篡改等行為時(shí)變得易碎等。小晶片將作為硬件標(biāo)識(shí)與被保護(hù)元器件一同封裝，但相互之間沒(méi)有電連接且產(chǎn)生影響；支持大批量、集中、快速、低成本檢測(cè)；可幫助國(guó)防部預(yù)防、檢測(cè)和應(yīng)對(duì)偽冒產(chǎn)品入侵國(guó)防電子供應(yīng)鏈。小晶片結(jié)構(gòu)如圖2（a）所示［38-39］。

圖2 SHIELD 項(xiàng)目

主要成果。項(xiàng)目歷時(shí)5 年，總投資6 475 萬(wàn)美元，歷年投資情況如表8 所示［27-29,31-34］。項(xiàng)目已研發(fā)出小晶片，采用14 納米的CMOS 工藝，面積為100 微米×100 微米、厚度為10 微米、成本小于1 美分、如圖2（b）所示［16,28-30,32-35］。國(guó)防部還建立了一個(gè)在線數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄每一個(gè)小晶片的狀態(tài)和位置。在檢測(cè)中，首先采用手持式或自動(dòng)探頭靠近小晶片進(jìn)行掃描，再使用手機(jī)等便宜通用設(shè)備將序列號(hào)上傳至服務(wù)器。該服務(wù)器將向小晶片發(fā)送未加密的問(wèn)題，小晶片將從無(wú)源傳感器發(fā)送回帶有篡改指示的加密答案和數(shù)據(jù)，以比對(duì)真?zhèn)?，工作過(guò)程如圖2（c）所示。

表8 SHIELD 項(xiàng)目歷年投資情況 單位：萬(wàn)美元

4.5 DAHI項(xiàng)目

為了充分利用各種材料和工藝帶來(lái)的性能優(yōu)勢(shì)，DARPA 在“硅上化合物半導(dǎo)體材料”（Compound Semiconductor Materials on Silicon，COSMOS）等項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)磷化銦（InP）晶體管與硅CMOS 電路集成的基礎(chǔ)上，于2011 年啟動(dòng)了DAHI 項(xiàng)目，全力推動(dòng)更多材料異質(zhì)集成技術(shù)的發(fā)展。

研究?jī)?nèi)容。主要研究在同一硅襯底上的多種材料異質(zhì)集成工藝、高產(chǎn)量制造能力、新型電路設(shè)計(jì)與構(gòu)架。項(xiàng)目擬實(shí)現(xiàn)集成的材料和器件包括：（1）硅基CMOS 的模擬和數(shù)字IC；（2）氮化鎵（GaN）基高功率、高電壓和低噪聲放大器；（3）基于砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP）異質(zhì)結(jié)雙極晶體管（HBT）和高電子遷移率晶體管（HEMT）的高速/高動(dòng)態(tài)范圍、低噪聲電路；（4）基于銻基化合物半導(dǎo)體的高速、低功耗電子器件；（5）用于直接帶隙光子源和探測(cè)器的化合物半導(dǎo)體光電器件，以及硅基調(diào)制器和波導(dǎo)等；（6）傳感器、執(zhí)行器和射頻諧振器用微機(jī)電（MEMS）器件；（7）熱管理結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目將構(gòu)建出真正的片上系統(tǒng)并大幅降低尺寸、重量和體積。研究成果將轉(zhuǎn)移到國(guó)防部的可信制造廠中，推進(jìn)技術(shù)的持續(xù)迭代，并供國(guó)防部實(shí)驗(yàn)室、聯(lián)邦政府投資的研發(fā)中心、學(xué)術(shù)界和工業(yè)界使用［40-41］。

主要成果。項(xiàng)目歷時(shí)7年，總投資2.025 1億美元，DARPA 在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和先進(jìn)技術(shù)發(fā)展三部分預(yù)算都給予了資金支持，歷年投資情況如表9 所示［23-30,32-34］。項(xiàng)目最終開(kāi)發(fā)了一個(gè)高產(chǎn)量、高良品率、高可靠性、可轉(zhuǎn)移至代工廠持續(xù)運(yùn)行的異質(zhì)集成工藝。為了演示和驗(yàn)證研究成果，項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了低噪聲放大器、高速跟蹤和保持電路、射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器和可調(diào)諧帶通濾波器等異質(zhì)集成射頻/混合信號(hào)電路，低噪聲激光器、光射頻信號(hào)源、成像陣列芯片和片上激光雷達(dá)等光電器件，實(shí)現(xiàn)集成多相發(fā)射機(jī)和壓控振蕩器-放大器鏈，可滿(mǎn)足雷達(dá)、電子戰(zhàn)和通信等下一代系統(tǒng)使用需求［23-30,32-34］。2015—2016 年，項(xiàng)目以MPW 方式進(jìn)行了三次流片。圖3 為2015 年1 月硅、InP 和GaN 三種材料制成的小芯片（chiplet）的異質(zhì)集成的首次展示［42］。

表9 DAHI 項(xiàng)目歷年投資情況 單位：萬(wàn)美元

圖3 硅、InP 和GaN 三種材料所制造的小芯片的首次異質(zhì)集成

4.6 CHIPS項(xiàng)目

2014 年，DAHI 項(xiàng)目在執(zhí)行過(guò)程中開(kāi)發(fā)出了三種基于小芯片的異質(zhì)集成工藝中。DARPA 從2015年啟動(dòng)CHIPS 項(xiàng)目，著重研發(fā)可用于異質(zhì)集成的小芯片，顛覆傳統(tǒng)單片集成電路的設(shè)計(jì)和制造方式。

研究?jī)?nèi)容。CHIPS 原名“快速和大型混合信號(hào)設(shè)計(jì)”（Fast and Big Mixed-Signal Designs,FAB），2017 年更名為CHIPS。主要研究四個(gè)領(lǐng)域：（1）研制大量具備多種功能、可高度復(fù)用的小芯片，重點(diǎn)是將現(xiàn)有一系列數(shù)字、模擬、射頻電子系統(tǒng)和器件模塊化，并不研發(fā)新的器件技術(shù)和電路結(jié)構(gòu)；（2）建立一套通用數(shù)字、模擬接口標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)是在現(xiàn)有龐大的接口標(biāo)準(zhǔn)中篩選并建立最小接口標(biāo)準(zhǔn)集，并不主動(dòng)制定新結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)；（3）研發(fā)可實(shí)現(xiàn)異質(zhì)集成、模塊化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)工具，簡(jiǎn)化小芯片的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)；（4）研發(fā)配套的集成和組裝方法［43］。這些小芯片已預(yù)先設(shè)計(jì)好并物理實(shí)現(xiàn)，可在通用架構(gòu)下通過(guò)通用接口，以快速組裝方式實(shí)現(xiàn)各種功能和更新?lián)Q代，解決復(fù)雜IC 的設(shè)計(jì)難題，并大幅降低研制成本和交付周期，如將IC 的研發(fā)成本從現(xiàn)在的500～1 000萬(wàn)美元降到200 萬(wàn)美元，研發(fā)時(shí)間從21 個(gè)月減少到7個(gè)月。這種模塊化新范式不僅為美國(guó)國(guó)防部實(shí)施“微系統(tǒng)”戰(zhàn)略提供技術(shù)路徑，更可能對(duì)現(xiàn)有電子元器件設(shè)計(jì)和制造流程進(jìn)行重組，不再需要設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和制造等環(huán)節(jié)，如圖4 所示［44］。

圖4 CHIPS 項(xiàng)目將重組電子元器件供應(yīng)鏈

主要成果。項(xiàng)目原定研發(fā)周期為四年，目前仍在進(jìn)行中，已累計(jì)投入8 507.3 萬(wàn)美元，歷年和未來(lái)兩年投資情況如表10 所示［29-30,32-36］。CHIPS 項(xiàng)目成果的報(bào)道不多，可知的有美國(guó)英特爾公司在2018 年發(fā)布了開(kāi)放源碼AIB 協(xié)議［45］，是一種時(shí)鐘轉(zhuǎn)發(fā)并行數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，主要針對(duì)英特爾的嵌入式多芯片互連橋接（Embedded Multi-Die Interconnect Bridge，EMIB）封裝技術(shù)。2020 年3 月，美國(guó)Ayar公司通過(guò)AIB 接口用其高效光信號(hào)接口（I/O）電路TeraPHY 小芯片替代了FPGA 傳統(tǒng)接口電路，并通過(guò)EMIB 實(shí)現(xiàn)了與英特爾公司FPGA 產(chǎn)品的共同封裝［46］。由于小芯片和異構(gòu)集成正好成為應(yīng)對(duì)摩爾定律發(fā)展受阻及需求多樣化的最好解決方案，受到了整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注。英特爾、AMD 和臺(tái)積電等公司積極研發(fā)先進(jìn)集成技術(shù)和推出了小芯片產(chǎn)品。

表10 CHIPS 項(xiàng)目歷年投資和未來(lái)兩年預(yù)算 單位：萬(wàn)美元

4.7 SPADE項(xiàng)目

DARPA 于2017 年3 月 啟 動(dòng)SPADE 項(xiàng)目［47］，并表示其是“電子復(fù)興計(jì)劃”（Electronics Resurgence Initiative，ERI）的研究基礎(chǔ)之一，但未公開(kāi)SPADE 項(xiàng)目的研究目標(biāo)、內(nèi)容及資金預(yù)算等信息，只能在零星資料中得出以下內(nèi)容。項(xiàng)目建議，在可信代工廠內(nèi)生產(chǎn)為關(guān)鍵數(shù)據(jù)和算法提供加密和保障的可信器件，并與最先進(jìn)商業(yè)芯片共同安全封裝。這些可信器件的功能主要分為兩部分，一是保存敏感信息、秘鑰等，執(zhí)行敏感邏輯控制功能；二是主動(dòng)監(jiān)測(cè)進(jìn)出商業(yè)芯片的所有數(shù)據(jù)、控制指令、狀態(tài)和權(quán)限等，一旦發(fā)現(xiàn)后者受到攻擊，立刻實(shí)施隔離以減少風(fēng)險(xiǎn)［42］。

4.8 VAPR項(xiàng)目

DARPA 一直關(guān)注并投資支持可自分解電子元器件的基礎(chǔ)性研究［48-49］，并于2013 年底啟動(dòng)了VAPR 項(xiàng)目，正式提出“瞬態(tài)電子”這一全新概念并全面推進(jìn)發(fā)展。

研究?jī)?nèi)容。瞬態(tài)電子器件能夠具備多種功能，只在一個(gè)非常短和已經(jīng)確定好的時(shí)間段內(nèi)工作，在光、熱和液體中等條件瞬態(tài)觸發(fā)后迅速或以設(shè)定的速度自分解和消失。項(xiàng)目將開(kāi)發(fā)和建立一套瞬態(tài)機(jī)制、支撐材料、器件和模塊、配套工藝等，具體如表11 所示。開(kāi)發(fā)出的瞬態(tài)電子器件性能可與COTS相比，瞬態(tài)特性則可預(yù)先編程、實(shí)時(shí)調(diào)整、根據(jù)命令觸發(fā)和/或?qū)Νh(huán)境敏感。瞬態(tài)電子器件除了可減少對(duì)環(huán)境的污染、使病人不再經(jīng)受醫(yī)療設(shè)備從體內(nèi)移除之苦，重要的是可保證軍事秘密和先進(jìn)技術(shù)不落入敵手［50-52］。

表11 VAPR 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容

主要成果。項(xiàng)目歷時(shí)四年，總投資3 807.2 萬(wàn)美元，DARPA 基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究都給予了資金支持，歷年投資情況如表12 所示［28-30,31-34］。項(xiàng)目研發(fā)出了快速蝕刻、溶解、升華和碎裂等多種瞬態(tài)機(jī)制；可預(yù)測(cè)瞬態(tài)效應(yīng)的力學(xué)、應(yīng)力、腐蝕速率建模工具；聚碳酸酯基材料、應(yīng)力工程基底、水凝膠等可將電子特性和瞬態(tài)特性結(jié)合起來(lái)的新材料；瞬態(tài)器件的制造方法，可實(shí)現(xiàn)具有射頻、存儲(chǔ)器、數(shù)字邏輯、電源等關(guān)鍵功能的瞬態(tài)電子器件的制造［28-30,31-34,52］。

表12 VAPR 項(xiàng)目歷年投資情況 單位：萬(wàn)美元

成果舉例。在該項(xiàng)目支持下，美國(guó)伊利諾斯大學(xué)香檳分校等聯(lián)合開(kāi)出米粒大小的全新微小超薄電子傳感器，可植入頭部監(jiān)控頭骨內(nèi)壓力和溫度等參數(shù)，測(cè)量精度與傳統(tǒng)設(shè)備相當(dāng)，可在不需要時(shí)完全無(wú)害地溶解到生物體內(nèi)的液體中［53］，如圖5（a）所示；美國(guó)愛(ài)荷華州立大學(xué)研究出可自分解鋰離子電池，尺寸為5×6×1 立方毫米，可提供2.5V 電壓，為桌面型計(jì)算器供電15分鐘，在置入水中30分鐘內(nèi)消失，是首個(gè)展現(xiàn)出具有實(shí)用價(jià)值電量、穩(wěn)定性和壽命的瞬態(tài)電池［54］，如圖5（b）所示；美國(guó)帕洛阿爾托研究中心（Palo Alto Research Center，PARC）研發(fā)出應(yīng)力工程玻璃基板，可在收到自毀電流信號(hào)將其上的芯片一同碎裂為圖5（c）中左側(cè)的粉末［55］。

圖5 VAPR 研究成果示例

4.9 TIC項(xiàng)目

2011 年，為使國(guó)家情報(bào)部門(mén)也能利用先進(jìn)制造能力制造所需集成電路及保障其中信息安全，IARPA 在DARPA TRUST 項(xiàng)目的基礎(chǔ)上另辟蹊徑，提出將制造過(guò)程拆分的新思路，并啟動(dòng)了TIC 項(xiàng)目。

研究?jī)?nèi)容。項(xiàng)目重點(diǎn)研究將微電子器件制造過(guò)程拆分為前道（Front-End-of Line，F(xiàn)EOL）和后道（Back-End-of Line，BEOL）的技術(shù)及可行性。前道在海外的先進(jìn)制造工廠實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)材料的生長(zhǎng)，后道在美國(guó)的可信代工廠內(nèi)進(jìn)行可信金屬化等來(lái)實(shí)現(xiàn)功能，如圖6 所示，以此實(shí)現(xiàn)隱藏功能、保證安全、保護(hù)IP［56-57］。研究領(lǐng)域包括：制造過(guò)程的安全拆分，可在FEOL 階段隱藏電路功能的技術(shù)，電路性能驗(yàn)證及表征，新的晶體管/電路設(shè)計(jì)及新堆疊方法等。研究對(duì)象是8 寸及以上晶圓，0.25 微米及以下特征尺寸的高性能微電子器件。

圖6 TIC 項(xiàng)目拆分制造過(guò)程示意

研究成果。TIC 項(xiàng)目歷時(shí)6 年，由于美國(guó)國(guó)家情報(bào)項(xiàng)目（National Intelligence Program，NIP）的預(yù)算不公開(kāi)，所以TIC 的資金投入情況未知［58］。在項(xiàng)目的第一、二階段，IARPA 分別采用130 納米、65 納米和28 納米工藝及MPW 形式，對(duì)卡納基梅隆大學(xué)（CMU）、康奈爾大學(xué)（Cornell）、LGS/貝爾實(shí)驗(yàn)室（LGS/Bell labs）、雷聲視覺(jué)系統(tǒng)公司（RVS）、斯坦福大學(xué)（Stanford）共5 家承研單位設(shè)計(jì)的數(shù)字集成電路和模擬/混合集成電路芯片，分別采取了傳統(tǒng)制造和分開(kāi)制造的方式，選取器件的良品率、器件速度和功耗三個(gè)指標(biāo)，以分開(kāi)制造方式所得芯片性能指標(biāo)除以傳統(tǒng)制造所得芯片相應(yīng)指標(biāo)作為衡量分開(kāi)制造效果的比對(duì)數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)制造、分開(kāi)制造的FEOL 和BEOL 所選廠商及地點(diǎn)如表13 所示。第一階段A、第一階段B 和第二階段的比對(duì)數(shù)據(jù)如表14 所示?？梢钥闯?，除了雷聲公司一款采用28 納米制造的器件在速度指標(biāo)上略低于預(yù)期目標(biāo)，在其他指標(biāo)中是否分開(kāi)制造并無(wú)顯著差異［57］［59］。

表13 TIC 項(xiàng)目各階段制造地選擇詳情

表14 TIC 項(xiàng)目研究成果對(duì)比

5 做法借鑒和預(yù)警

5.1 圍繞發(fā)展主線和已有基礎(chǔ)建立體系化能力

發(fā)展思路一脈相承，實(shí)現(xiàn)器件整體能力提升。在國(guó)防部提出新安全發(fā)展需求時(shí)，DARPA 并沒(méi)有設(shè)置新的項(xiàng)目，而是積極引入此前項(xiàng)目的研究成果，并與為應(yīng)對(duì)“摩爾定律趨緩”而發(fā)展的芯片模塊化和異質(zhì)集成的發(fā)展思路保持同步，如CHIPS、DAHI、CRAFT 三個(gè)項(xiàng)目也是DARPA 著名“電子復(fù)興計(jì)劃”的研究基礎(chǔ)，以此在最快時(shí)間、用最低成本完成安全保障能力的構(gòu)建，并更好地融入美國(guó)國(guó)防部所提出的“微系統(tǒng)”發(fā)展大戰(zhàn)略中。

分階段逐步推進(jìn)，及時(shí)調(diào)整和完善。在TRUST項(xiàng)目啟動(dòng)之初，DARPA 曾野心勃勃地設(shè)置了三個(gè)方向以應(yīng)對(duì)安全問(wèn)題，第一是開(kāi)發(fā)可快速分析微電子器件版圖的技術(shù)和工具。第二是將復(fù)雜IC 拆分為較小的子電路，再進(jìn)行堆疊或單片集成。第三是研發(fā)為IC 添加“硬件保護(hù)套”的新技術(shù)，可監(jiān)視IC性能并在出現(xiàn)未預(yù)期操作時(shí)報(bào)警。但隨著項(xiàng)目的進(jìn)行，DARPA 將TRUST 項(xiàng)目研究集中在第一個(gè)方向，后兩者則是待相關(guān)技術(shù)成熟后通過(guò)另設(shè)CHIPS 和SHIELD 等項(xiàng)目來(lái)完成。

項(xiàng)目設(shè)置體系化，強(qiáng)調(diào)從研到用。上述九個(gè)項(xiàng)目都是為解決具體問(wèn)題而設(shè)，具有剛性應(yīng)用要求，為此DARPA 通過(guò)體系化設(shè)置研究?jī)?nèi)容來(lái)保障該目標(biāo)的達(dá)成。如多個(gè)項(xiàng)目都強(qiáng)調(diào)了對(duì)材料、模型、電路結(jié)構(gòu)和體系架構(gòu)、制造工藝、測(cè)試樣品、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、配套設(shè)計(jì)流程和軟件工具等的全方位研究；同時(shí)注重與現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的融合，以降低產(chǎn)業(yè)界接受的門(mén)檻，獲取最大生態(tài)系統(tǒng)支持。

5.2 美國(guó)可能利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)對(duì)我發(fā)起攻擊和形成壓制

首先，美國(guó)已具備微電子器件產(chǎn)品供應(yīng)鏈流轉(zhuǎn)跟蹤能力，以及針對(duì)多種攻擊的檢驗(yàn)檢測(cè)能力，美國(guó)完全有可能變守為攻，以極低成本，通過(guò)植入缺陷、嵌入惡意木馬、投入偽冒和質(zhì)量不合格產(chǎn)品等各種方式，對(duì)我國(guó)各領(lǐng)域用電子元器件發(fā)起全面攻擊，而無(wú)誤傷自己之虞。由于元器件在整個(gè)電子信息產(chǎn)業(yè)中的核心和基礎(chǔ)地位，所造成的影響勢(shì)必會(huì)呈指數(shù)級(jí)放大。而且，美國(guó)還有可能為此前美國(guó)多次宣稱(chēng)“中國(guó)監(jiān)聽(tīng)、監(jiān)視、攻擊美國(guó)”的蓄意抹黑提供一個(gè)“確鑿的證據(jù)”［5］。

其次，美國(guó)國(guó)防部正轉(zhuǎn)向采用更通用、低成本和已就緒的通用電路，僅通過(guò)改編軟件就可使電路實(shí)現(xiàn)所需的專(zhuān)用性能，還將加大對(duì)先進(jìn)商用技術(shù)的使用力度，軍用微電子器件的性能和開(kāi)發(fā)效率都將得到顯著提升，將極大地促進(jìn)美國(guó)下一代武器裝備的研發(fā)和提升現(xiàn)有裝備實(shí)力。再加之美國(guó)對(duì)我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的全力打壓，不僅將限制我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平的提升，還有可能對(duì)我國(guó)形成軍事壓制。

5.3 我國(guó)也應(yīng)加強(qiáng)小芯片和安全技術(shù)的發(fā)展布局

小芯片和先進(jìn)集成技術(shù)正帶來(lái)新發(fā)展范式，成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的爭(zhēng)奪熱點(diǎn)。小芯片的研發(fā)和制造、在系統(tǒng)中的復(fù)用和協(xié)同，以及配套的仿真和制造工具，將共同構(gòu)建出一個(gè)全新生態(tài)系統(tǒng)，美國(guó)已展開(kāi)了全面布局并加速取得進(jìn)展。小芯片提供了區(qū)別于傳統(tǒng)摩爾定律的另外一條發(fā)展道路，但并不是我國(guó)“彎道超車(chē)”的機(jī)會(huì)，相反是對(duì)我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)各環(huán)節(jié)技術(shù)實(shí)力的一次“大考”，每個(gè)環(huán)節(jié)都需要在多年不斷的積累和沉淀上不斷創(chuàng)新。我國(guó)也必須重視小芯片的發(fā)展，持續(xù)推進(jìn)在小芯片研制和性能檢測(cè)、標(biāo)準(zhǔn)起草、設(shè)計(jì)工具的研制、先進(jìn)異構(gòu)集成技術(shù)等領(lǐng)域的研究，以跟上產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步伐。

我國(guó)所使用的電子元器件大量依賴(lài)進(jìn)口，并廣泛地應(yīng)用于國(guó)防、電力、交通、金融等國(guó)家關(guān)鍵設(shè)施和重大任務(wù)系統(tǒng)，存在極大安全隱患。我國(guó)也必須加強(qiáng)安全技術(shù)的研究，不僅可以更好地保障我國(guó)所用電子元器件具備所需的性能和可靠性，避免出現(xiàn)存在漏洞、缺陷、偽冒等情況，也是防范他國(guó)在元器件層面對(duì)我國(guó)發(fā)起攻擊的必要前提。