【Mixed-mode Ultra Scaled IC】DARPA开发混合模式超大规模集成电路（T-MUSIC）技术

当前的国防电子系统依赖于射频（RF）混合模式电子器件（即将射频、模拟和数字电路集成到一块芯片上）将射频信号与数字处理器进行连接。该技术支持关键通信、雷达和电子战（EW）能力，并被广泛用于支持商业电信。美国国防部（DoD）对该领域在速度、保真度、能力和精度方面的能力要求远远超过了商业界的要求。目前的商用RF混合模式片上系统（SoC）是在数字互补型金属氧化物半导体（CMOS）平台上实现的，该技术已经应用于构建集成电路、高度集成的收发器、微处理器以及其他领域。尽管在高集成密度的摩尔定律的轨道上不断前进和扩展，这些CMOS平台无法支持更高频率、更大信号带宽和更高分辨率的操作，本质上限制了它们在新一代混合模式接口中的应用，而这正是新兴的国防射频应用所需要的。

为了使射频混合模式接口超越目前的限制，美国国防高级研究计划局（DARPA）创建了“混合模式超大规模集成电路技术”（Technologies for Mixed-mode Ultra Scaled Integrated Circuits ，T-MUSIC）项目。T-MUSIC项目于2019年1月作为DARPA电子复兴计划（Electronics Resurgence Initiative，ERI）第二阶段的一部分首次发布。ERI第二阶段的一个研究领域侧重于将光电子和RF组件直接集成到先进电路和半导体制造工艺中，从而实现独特和差异化的国内制造能力。因此，T-MUSIC项目将探索将混合模式电子集成到先进的在岸半导体制造工艺中。项目的目标是开发高集成度的射频电子，它具有前所未有的宽频谱覆盖、高分辨率、大动态范围和高信息处理带宽的组合。此外，该项目还将致力于建立一个国内生态系统，以促进国防部长期获得高性能射频混合模式SOC。

据DARPA微系统技术办公室（MTO）负责T-MUSIC项目的经理Y.K.Chen博士介绍：“T-MUSIC的目标是开发下一代太赫兹（THz）混合模式设备，通过先进的CMOS制造平台，将数字处理和智能集成在同一芯片上，这些技术将为国防部系统提供先进射频传感器、高容量无线和有线通信等方面的独特能力。”

T-MUSIC项目从学术机构以及商业公司中挑选了9个研究团队来承担该项目的研究目标。特别是其中的五个研究小组将致力于开发和实施先进的宽带射频混合模式电路设计。这些设计将基本上形成可供国防部相关应用使用的“构建块”。这些构建块还将为国防部用户业界建立混合模式知识产权（IP）库的基础。为这一研究领域选定的研究小组包括：

• BAE系统

• 雷声公司

• 加利福尼亚大学洛杉矶分校

• 加州大学圣地亚哥分校

• 犹他大学

这五个电路设计团队将与选定的两个代工厂合作伙伴密切合作，支持美国在岸CMOS代工厂先进混合模式技术的开发。代工厂合作伙伴包括格罗方德（Global Foundries）和TowerJazz。

最后，第三组研究人员将探索超宽带晶体管的基本突破，这将远远超过目前在代工厂技术上的近期进展。来自加州大学洛杉矶分校和加州大学伯克利分校的研究团队将探索新型的射频混合模式晶体管，能够在可扩展的CMOS平台上显示晶体管开关速度高达1太赫兹。

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