【SAHARA】DARPA扩大美国国内安全定制芯片的制造，以满足国防需求

3月18日，美国国防高级研究计划局（DARPA）宣布推出 “自动实现应用的结构化阵列硬件”（SAHARA）项目，旨在扩大美国国内制造能力的使用范围，以应对阻碍国防系统定制芯片安全开发的挑战。SAHARA项目将与英特尔公司以及佛罗里达大学、马里兰大学和德克萨斯A&M大学的学术研究人员合作，利用领先的美国制造能力，将与国防相关的现场可编程门阵列(FPGA)设计自动、可扩展地转换为可量化的安全结构化专用集成电路（ASIC）。SAHARA项目还将探索新型芯片保护，以支持零信任环境下的硅制造。

SAHARA项目是一个支持美国国防部（DoD）微电子路线图的重要项目，由国防部负责研究与工程的副部长【USD(R&E)】领导，旨在定义、量化和标准化安全性，同时加强美国国内半导体制造。“快速可靠的微电子原型-商业”（RAMP-C）和“前沿异质集成原型”（SHIP）项目也是国防部微电子路线图的组成部分。

根据国防部负责研究与工程的副部长的说法，国防部与美国领先的半导体公司合作至关重要。国防部微电子路线图认识到与工业界合作的重要性，同时也优先考虑并承认国防部必须获得最先进的能力。SAHARA项目直接有助于推进国防部微电子路线图中提出的目标，并进一步加强国防部与英特尔公司的合作关系（英特尔公司是该技术的世界领导者）。

虽然目前FPGA被广泛用于军事应用，但结构化专用集成电路具有更高的性能和更低的功耗，这使其成为国防电子系统的有效替代方案。然而，手动将FPGA转换为结构化专用集成电路是一个复杂、冗长和昂贵的过程，这使得国防部应用所需的定制芯片数量难以证明经济负担的合理性。此外，目前的转换过程没有解决设计安全性的考虑。为了大幅缩短设计流程，降低相关的工程成本，并增强芯片的安全性，英特尔团队将致力于实现目前已投入使用的FPGA以及未来功能的转换流程自动化，同时增加独特的芯片保护措施，以应对供应链安全威胁。

美国国防部副部长（负责研究与工程）办公室负责微电子的副主任布雷特·汉密尔顿（Brett Hamilton）表示：“SAHARA项目中开发的结构化专用集成电路平台和方法，加上SHIP中开发的先进封装技术，将使美国国防部能够更快速、更具成本效益地开发和部署对国防部现代化优先事项至关重要的先进微电子系统。”

此外，英特尔的目标是在其10纳米工艺上建立结构化专用集成电路的国内制造能力。通过此次合作，可以利用领先的晶圆代工能力来开发安全的军用电子产品——这是目前在美国国内无法实现的。

对此，DARPA微系统技术办公室（MTO）负责SAHARA的项目经理塞尔吉·里夫（Serge Leef）表示：“SAHARA的目标是通过自动化FPGA到结构化专用集成电路的转换，使设计时间缩短60%，工程成本降低10倍，功耗降低50%。与英特尔的合作最终将为国防部节省大量的成本和资源，同时实现在众多应用中使用领先的微电子技术。”

为了加强芯片的安全性，SAHARA项目还在探索能够挫败逆向工程和伪造攻击的安全对策。研究团队旨在开发新型的芯片保护措施，并采用验证、确认和“红队”方式来对所产生的措施进行压力测试。一旦得到验证，预计这些对策将被整合到英特尔的结构化专用集成电路设计流程中。

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