胡权 2023-10-17发布 阅读:195次 ⋅ DARPA  数字孪生体  下一代微电子   ⋅

导读:作为数字孪生体概念的提出者,DARPA为了保证颠覆性创新效果,一直隐忍未透露过多信息。近期,DARPA推出了诸多数字孪生体项目,本文为第三篇文章。

40年前,日美科技之争的焦点是半导体;今天,中美科技的竞争仍然围绕半导体开展。

为了帮助美国在这场世纪之争中获胜,DARPA于2017年6月1日,推出了“电子复兴计划2.0”(ERI 2.0),当时预计耗资15亿美元,目前已经进入到一个新阶段。

虽然DARPA已经基本实现了下一代微电子技术的突破,但效率还不高,成本没有竞争力,于是,DARPA开始引入数字孪生体等颠覆性技术,以期带来新的突破。

经过美国国防部多年跟国会的沟通,国会科技委员会的议员认同数字孪生体的颠覆性价值,并认为其为第四次工业革命的大杀器。

当前数字孪生体在武器装备维护与试验鉴定等领域取得了难以想象的结果,在美国各军种开始以“数字工程”的名义正在大规模推广,但该技术在研发设计方面,进展并不明显。

为此,美国国会在拨款的文件中,专门添加了额外的一笔款项,仅仅在2022年就高达3600万美元,专门用于微电子系统的数字孪生仿真的分析技术研发,主要解决数字孪生模型的验证问题。

对于下一代微电子系统来讲,如何利用建模仿真方法,实现多物理、多尺度的设计工具,实现更先进的设计能力,成为这次数字孪生仿真分析技术研究的重点。

从更高精度的微电子系统设计要求来看,必须考虑电介质和磁材料的分析问题,这往往是下一代微电子发展的关键因素之一。

在AFRL于2013年开展全球第一个数字孪生体项目时,当时的挑战是设计一套体系级的建模仿真体系,为此AFRL投入了不少资金建立了数字孪生软件平台,集成了一些工具集,最终得到了预期的验证效果。

对于DARPA当前希望提升微电子设计能力,同样需要开发一套数字孪生软件平台,并研发相关工具集。

在国会补充资助文件中,就对以上问题提出了要求,正如前述分析所讲,这个项目的核心是验证数字孪生模型。

虽然没有看到DARPA的具体设计,但根据工业4.0研究院数字孪生模型可信度增长的机制原理,两者很可能采用了类似的方法。

综上所述,美国国防部体系对数字孪生体已经没有疑问,国会跟军事技术相关的委员会也接受了该概念,并主动给DARPA等机构拨款,开展类似数字孪生仿真技术的研制工作,将对数字孪生体在美军未来装备、作战以及训练等工作带来巨大影响。



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