关键技术提交

FLEET提交了以下文件,对澳大利亚的“关键技术”进行审查,即当前和新兴技术对澳大利亚至关重要(或在未来10年内可能变得至关重要),旨在给予澳大利亚明显的竞争优势,加速生产力增长,并创造高薪就业机会。


ARC未来低能电子技术卓越中心(FLEET;FLEET.org.au)是莫纳什大学、皇家墨尔本理工大学、斯威本科技大学、新南威尔士大学悉尼分校、澳大利亚国立大学、卧龙冈大学和昆士兰大学的合作项目,由约200名量子技术、电子、半导体、材料科学和电子器件领域的顶尖研究人员组成。

FLEET的成立是为了解决一个根本性的挑战:预计信息和计算技术(ICT)的增长将在1- 20年内受到全球能源生产的严重限制(见图)。

ICT的持续增长是关键至关重要的为了经济增长和国防。然而,目前的硅基技术已经达到了它所能提供的物理极限。未来十年将需要新技术以可持续地继续发展信息通信技术。

我们的中心只是澳大利亚在先进和下一代电子技术研究方面处于领先地位的一个迹象,我们正在建立基础,通过我们如何建造和使用电子产品的即将到来的过渡,使澳大利亚工业在技术上保持相关性和竞争力。

为了反映对新型可持续电子技术的迫切需求,FLEET建议将以下两项技术添加到符合国家利益的关键技术清单中:

1)“超越CMOS”集成电子设计和制造

2)“超过摩尔”集成电子设计和制造

这些技术与,但又不同,先进的集成电路设计和制造该技术已被公认为符合国家利益的关键技术。批判的本质先进的集成电路设计和制造疫情期间先进半导体供应短缺,几乎影响了所有先进行业,这进一步强化了这一问题。澳大利亚迫切需要建立这项技术的能力新南威尔士州首席科学家和工程师澳大利亚半导体行业研究而且ASPI的政策简报例如。舰队支持继续承认先进的集成电路设计和制造作为符合国家利益的关键技术。

然而,FLEET认为先进的集成电路设计和制造太窄了,不能包括新兴的集成电路技术,这将在10年内至关重要。我们不仅必须确保澳大利亚在目前最先进的关键技术方面具有竞争力,而且必须建立在新兴技术方面保持竞争力的道路,这在不久的将来将是至关重要的。这些新兴技术包括:

1)“超越CMOS”集成电子设计和制造:在未来几年内,用于制造硅集成电路的互补金属氧化物半导体(CMOS)技术在晶体管密度和能源效率方面的进步预计将停滞不前(“摩尔定律”的终结)。性能和能源效率的最新水平预计将在未来通过一种或多种依赖于新材料(如碳纳米管、二维半导体)和/或新现象(如自旋电子学、拓扑绝缘体、激子学等)的“超越CMOS”技术来实现。

2)“超过摩尔”集成电子设计和制造:对计算系统的需求越来越大,这些系统可以在低能量、低功耗和低尺寸的情况下将几个不同的功能集成到一个平台上,这是传统CMOS制造技术无法解决的问题。这些功能通常是非数字化的,不符合摩尔定律。这类功能的例子有传感(如光、温度、机械运动);收集能量(如电磁、热能、机械能);通信;以及接口(例如机械驱动、功率控制、生物接口)。摩尔设备还可以集成模拟计算技术,如神经网络或其他神经形态计算架构。摩尔技术对于将计算扩展到新的应用领域至关重要,这将在不久的将来推动经济增长和国防优势。其中包括“物联网”(即内置于每个物体中的无处不在的传感/计算/通信),可穿戴/柔性/可打印电子产品和仿生学。这些技术依赖于不同于传统集成电路制造的能力('先进集成电路设计与制造),并需要独特的设计、制造和包装技术。

这两项技术被主要国际财团视为关键的新兴技术。有关示例,请参见IEEE设备与系统国际路线图;本文件所附的相关章节),形成了指导4000亿美元半导体行业的主要路线图,以及NEREID:欧洲纳米电子学路线图

这两项新兴技术对于支撑已经在清单上的几项关键技术也至关重要。“超越CMOS”集成电子技术对于计算的能源可持续性是必要的,并将支撑高性能计算密集型技术,如人工智能算法和硬件加速器,高性能计算.“超过摩尔”制造技术旨在开发集成电子产品的新功能,并将支持几个已经确定的关键技术,如传感器,定时和导航人工智能算法和硬件加速器,机器学习(包括神经网络和深度学习)

提出的关键技术正在出现,并可能在未来10年变得至关重要。考虑到集成电子在几乎所有行业以及国防中的重要作用,这些技术需要更多的关注,以确保澳大利亚的国家利益在未来得到保护。澳大利亚现在应该计划和投资,以确保它在“超越CMOS”和“超过摩尔”集成电子设计和制造方面有足够的研发、培训和制造能力。

Michael Fuhrer教授
车队主管