美国国防高级研究计划局（DARPA）于8月18日至20日在线举办了第三届“电子复兴计划”（Electronics Resurgence Initiative，ERI）峰会暨微系统技术办公室（MTO）研讨会。这项一年一度的活动汇集了来自美国整个电子生态系统（包括政府、国防、学术界和工业界）的领导人，展示了与国家安全和更大的微电子行业相关的四大转型主题的技术成就和演示。
“远望防务影像中心”陆续对活动的主旨演讲及研讨视频进行整理、编译，供国内同仁参考。今天推出的视频是活动首日的第一场“围炉论道”：微软首席执行官萨蒂亚·纳德拉（Satya Nadella）和美国首席技术官兼负责研究与工程的代理副部长迈克尔·克拉齐奥斯（Michael Kratsios）讨论技术在支持美国国家安全方面发挥的关键作用、政府/商业伙伴关系的重要意义以及新兴的科技趋势 。
2020年度“电子复兴计划”峰会暨MTO研讨会：围炉论道（一）（翻译&字幕 by 防务菌）DARPA建立公私技术伙伴关系的历史悠久，专注于高风险的研发，然后尝试部署军民两用技术，以提升美国的军事能力，同时维持美国的工业基础。实现TCP/IP协议的阿帕网（ARPANET，互联网的前身）就是一个很好的例子。DARPA微系统技术办公室副主任戴夫•帕尔默（Dev Palmer）做了一个很有趣的比喻：“两个脑袋总比一个好。”
“两个脑袋总比一个好”
萨蒂亚·纳德拉在研讨中强调了微软与美国国防部合作的重要性，特别是在其支持军队使用云计算和分布式边缘计算能力以及新兴技术方面。虽然纳德拉没有特别提到此前令人瞩目的“联合企业防御基础设施”（JEDI）云合同，但在他对云计算和边缘计算（美国国防部希望通过JEDI获得的能力）发表评论之际，微软正努力保住这项潜在价值100亿美元的企业云计算合同，而竞争对手亚马逊网络服务（Amazon webservices）则发起了广泛的竞购抗议。
萨蒂亚·纳德拉在谈到公私合作关系时表示：“现实是，越是有技术可以自由跨越这些界限，双方的情况都会越好。”他说，国防部无与伦比的规模和独特的任务为像微软这样的公司提供了新的技术开发方法。由于国防部有400万工作人员，网络和扩展技术本身就成了挑战。纳德拉预言，分布式计算处于前沿，它将为作战人员带来重要优势，这些作战人员通常在非常严峻、苛刻的环境中工作：“低延迟计算的发展将是革命性的。”自新冠肺炎疫情以来，微软在国防部的储备也在增加，用以支持军事协作和远程工作工具。国防部围绕微软基于云的团队平台构建了商业虚拟远程（CVR）环境，以支持国防部许多人员在疫情期间的分布式工作。在公私伙伴关系的另一方面，美国首席技术官、新任命的国防部负责研究和工程的代理副部长迈克尔·克拉齐奥斯在研讨中表示，国防部需要工业界在其各方面提供更多的投入，加强私营企业和国防部之间的联系，从基础研发到部署新兴技术，是当务之急。
在迈克尔·格里芬（Michael Griffin，前国防部副部长）和他的副手丽莎·波特（Lisa Porter，前国防部副部长助理）辞职后，迈克尔·克拉齐奥斯最近担任了国防部的最高技术研发工作。他在白宫担任美国首席技术官的另一个角色是领导了在全国范围内促进人工智能公私合作的努力。20日，也就是活动的最后一天，在第二场围炉论道中，美国国防部负责采办与维护的副部长艾伦·洛德（Ellen Lord）表示，美国微电子行业正处于“拐点”，美国政府必须实施政策，吸引企业在美国本土从事更多的制造，她的办公室正在研究如何吸引公司将微电子生产和测试工作带回美国，如此，美国国防部可以更容易地验证硬件的安全性和可靠性。
因为是线上活动，第二场“围炉论道”早在8月13日就已于国防部新闻发布厅提前录制好，照片三人为负责采办和维护的国防部副部长艾伦•洛德（Ellen Lord，中），美国国际开发金融公司（International Development Finance Corporation）首席执行官亚当·博勒（Adam Boehler，左）和负责工业政策的国防部副部长助理杰布·纳达纳（Jeb Nadaner，右）
随着与中国的贸易摩擦加剧，本次活动上的主体论调是将更多精力放在确保美国电子产品供应链的血统上。艾伦·洛德指出，微电子技术是推进人工智能、量子计算和5G无线网络等新兴技术的基石，也是武器系统的关键部件。但美国国防部担心，目前的市场——大部分生产和测试都在美国境外进行——这将导致美国的对手（米帝习惯性的拉上中国）引入后门，损害美国国家安全。她在对话中表示：“我们再也无法确定我们微电子的血统了。因此，我们不能再确保后门、恶意代码或数据过滤命令不会嵌入到我们的代码中。虽然我们能够确定技术路径，以确保所有组件、电路和系统无论其制造位置如何，都是清洁的，但我们需要找到一条通向国内来源的途径，以提供安全和有弹性的传统、当前和最先进的微电子产品。”迈克尔·克拉齐奥斯在第一次围炉论道中就明确提出，美国是世界上拥有先进微电子制造能力的三个国家之一。而美国政府智库“国会研究处”（Congressional Research Service）2016年的一份名为《美国半导体制造业：产业趋势、全球竞争与联邦政策》的报告显示，美国微电子制造商越来越多地将芯片制造厂迁往国外。为了将微电子制造业拉回到美国本土，艾伦·洛德也提议建立公私合作伙伴关系。
《美国半导体制造业：产业趋势、全球竞争与联邦政策》报告艾伦·洛德表示：“美国政府可以提供一个需求信号，也可以注入一些资金来克服一些活化能（Activation Energy），使整个生产、封装、测试在美国都能顺利进行。然后我们与其他工业部门合作以维持这一目标。”她同时列举了美国公司出走的几个原因，如环境法规、地方和国家税收以及工资等经济压力。
典型的全球半导体生产模式
注：本图仅供说明，编号的圆圈不一定反映具体的生产、服务或销售发生的地点
为“电子复兴计划”项目提供资金的美国政府实体国际开发金融公司（International Development Finance Corporation）首席执行官亚当·博勒（Adam Boehler）在本次活动研讨中表示，他的组织将通过提供贷款让微电子企业在美国重新起步，从而成为行业复兴的“火花”：“我们不想永远支撑产业，这不合适，这不是我们所做的，也不能创造可持续性。对我来说，可持续性就是找出一个政策缺口，把正确的工具组合起来，这样私营市场才能成功。”
美国国际开发金融公司（International Development Finance Corporation）首席执行官亚当·博勒（Adam Boehler，左）
艾伦·洛德表示，成功地恢复和维持美国的微电子生产和测试，需要一种“整体性的方法”，包括国防部向研究生院、学院和贸易学校提供资金，以培养未来的劳动力。她说：“如果你采取整体的方法，我认为我们可以创造一个可持续发展的微电子产业，但这不仅仅是第一个有一些设备的工厂。这是关于劳动力的问题，所有的政策都是为了让这项政策具有吸引力。”作为美国新一代产业政策的一部分，本次活动还强调了芯片标准和流程，以确保晶圆厂、铸造服务、设备和基础微电子技术的安全。在这种情况下，美国国防部微电子办公室主任（Nicole Petta）妮可·佩塔强调了新的芯片指标，如“可量化保证”，以确保最终可能用于武器或物联网设备的两用设备的安全。她表示：“我们保护供应链机密性和完整性的利益与商业利益相一致，我们将继续在政府和行业内合作，制定和实施基于零信任的‘可量化保证’战略。”“零信任”方法假设没有设备是安全的，并且所有的微电子组件在部署之前都必须经过验证。这一框架标志着与美国国防部在20世纪90年代建立的“可信铸造厂”方法的哲学背离，妮可·佩塔对此的解释是因为“外围防御”未能解决内部威胁：“‘电子复兴计划’是这项工作的基础。”相关“电子复兴计划”项目也正在致力于减少日益增多的处理器漏洞。微软公司正在与SRI国际公司和剑桥大学合作，推动“通过硬件和固件实现系统安全集成”（SSITH）项目进展。到目前为止，这项工作已经开发出了基于RISC-V【防务菌注：一个基于精简指令集（RISC）原则的开源指令集架构（ISA），简易解释为开源软件运动相对应的一种“开源硬件”】的现场可编程门阵列（FPGA），这些FPGA正在被纳入商业设计中。
据戴夫•帕尔默介绍，SSITH项目旨在开发能够嵌入服务器、物联网设备和智能手机的专用集成电路（ASIC），并替换只针对软件应用程序的安全补丁，下一步将转而关注“源代码处的底层硬件漏洞”。高通公司（Qualcomm）等无线芯片制造商正在针对5G无线“小电池”的下一代组件中使用类似的片上安全功能。到目前为止，SSITH合作伙伴已经缓解了70%以上的处理器漏洞，帮助回收了目前为安全补丁预留的拥挤的集成电路区域。同时，“电子复兴计划”也更加重视5G无线发展，这一点越来越被视为战略性技术。高通公司正与格芯公司（GlobalFoundries）和空军研究实验室合作，使国防部能够使用商用无线技术。通过“可量化保证制造”开展的工作将验证用于设计无线芯片的工具，同时演示对可能的攻击的防御能力。这些“有保证的制造”工作是DARPA超越国防部“可信铸造厂”模式的又一个例子，“可信铸造厂”模式不仅容易受到内部威胁，而且还减缓了国防部技术的采用。这是因为当前的可信设施无法处理先进的处理器技术。对此，妮可·佩塔表示，量化芯片安全风险将扩大国防部获得更先进芯片设计的渠道。
作为对“电子复兴计划”主要工作——将半导体制造技术迁回国内，以减少对国际半导体制造依赖的响应，20号在活动尾声，ARM公司宣布已与DARPA签订了为期三年的合作伙伴协议，旨在为DARPA的相关项目提供该公司所有商业知识产权的访问权限。在合作关系下，Arm公司的所有商业芯片设计架构和知识产权将可用于DARPA项目。在峰会的讨论中，Arm公司首席执行官西蒙·塞格斯（Simon Segars）将议题集中在物联网（IoT）范围内的设备以及这些设备与下一代5G网络的连接上。
Arm公司和DARPA还通过“近零功率射频和传感器操作”（N-Zero）项目合作开发传感器，旨在向国防部承包商授权其低功耗处理器技术，用于近零功率射频和传感器操作。DARPA微系统技术办公室副主任戴夫•帕尔默介绍说，ARM公司将提供1000个许可证席位，以访问其用于无人值守传感器设计的低功耗技术。N-Zero项目开发专用于军事用途的产品，旨在开发可在低功率状态下检测光、声音和运动并长时间保持休眠状态的传感器。
“近零功率射频和传感器操作”（N-Zero）项目设想的是一种“沉睡中仍能感知”的电子产品，它将彻底改变远程无线传感器
在这里要指出的是，这种合作关系并不是ARM公司与美国政府建立的第一个伙伴关系。今年六月，DARPA就选择了Arm公司开发新的芯片安全方法，以增加开发人员的回旋余地。Arm公司是DARPA“电子复兴计划”的众多合作伙伴之一，其它包括微软公司等。
Arm公司的Cortex设计被广泛应用于智能手机行业，为小装置提供动力在峰会研讨活动中，西蒙·塞格斯还强调了政府支持对研发用于物联网传感器的底层芯片设计的重要性。他还强调了克服现有光刻技术的物理限制的工作，这些限制使芯片制造商难以进一步提高晶体管密度。Arm公司在其中开展的工作包括围绕“小芯片”展开，这些小芯片最终将内存和其他组件垂直叠加在一起，并通过互连将各个进程的芯片相互连接。顺道提一下有意思的是，在ARM公司宣布宣布合作伙伴关系的同时，拥有Arm公司多数股权的日本软银（Softbank）则计划出售其所持股份。有兴趣收购Arm的公司包括是总部位于加利福尼亚州圣克拉拉的图形处理单元（GPU）设计公司英伟达（NVIDIA） 。英伟达公司的产品负责为大型超级计算机提供动力，该公司于去年宣布支持基于Arm的计算解决方案，此后，这家GPU制造商的产品与Arm公司所有主要的CPU设计兼容。来将通名&非诚勿扰