6月14日，美国能源部先进能源研究计划署（ARPA-E）宣布资助近3200万美元用于两个主题研究计划^[1]。

1、“高能效光波集成技术增强数据中心服务能力（ENLITENED）”主题研究计划。该计划的资助金额为2500万美元，旨在开发革新的高密度、高能效光子互联技术以替代传统的金属互联技术^[2]，构建全新的数据通信网络设计方案，以优化数据中心基础设施结构，以期在未来10年内将数据中心的能效翻番，提高数据中心的绿色化程度。ENLITENED研发项目具体内容如下：

（1）开发全新的封装工艺将处理器芯片与光子收发器进行集成，在此基础上开发全新的数据中心架构，以提高中心能效，减少能耗。

（2）开发革新的网络架构以减少数据中心能耗，包括：通过解构计算和内存资源，以及将它们与统一的光子互连联系起来以改善数据中心的资源分配；引入基于多芯片光子互联集成的概念模块（MCMs）的数据中心节点；开发新一代的硅基光子互联技术。

（3）开发可与集成电路芯片和变换器集成封装的芯片级的光模块，将数据中心系统信息带宽提高2倍，来改善数据中心能效。利用低功耗、纳秒运行速率的光子变换器来开发全新的网络技术，依托该新网络技术构建全新的数据中心架构，降低数据中心能耗。

（4）借助光互联将硅半导体与光纤进行互联，开发混合通信技术，应用于未来能效中心。

（5）利用高能效、大带宽的硅光子互联技术为其仓库级计算机FireFox搭建全新的网络拓扑结构，设计出全新的低延时网络的架构，实现对处理器、内存和存储器等组件电能的精准、优化控制，从而提高数据中心能效。

（6）开发和验证能够将光子通信接口集成到芯片封装工艺的技术平台，减少数据传输的能耗。

（7）开发基于光子电路开关的分布式控制技术的能效架构；开发一种低损耗的光子变换器技术，提高光子传递信息效率；开发可规模化封装的高能效光互联技术。

（8）开发一个测试平台和框架来评估光互联、光电混合互联通信技术在减少数据中心能耗方面的潜力。

2、“基于氮化物宽禁带半导体的电力电子变换器（PNDIOCES）”主题研究计划。该计划的资助金额为690万美元，旨在开发全新的宽禁带半导体选区掺杂工艺（如特定的杂质添加以改变半导体的电子特性和物理特性），将其应用于氮化镓（GaN）以开发革新的新型高效、轻量化、可靠的电力电子变换器替代传统的硅基变换器，增强电力电子变换器性能同时降低成本和能耗。PNDIOCES研发项目具体内容如下：

（1）利用离子注入和创新的无损退火技术开发全新的选区掺杂工艺对GaN进行P型镁掺杂，降低掺杂缺陷，应用于新一代的半导体器件。

（2）开发全新的制备工艺来解决GaN材料选区外延生长面临的技术挑战，以开发出高性能的基于选区掺杂的GaN半导体的垂直功率晶体管。

（3）利用高温、快速的激光淬火技术来修复离子注入损伤的GaN半导体材料，确保GaN材料的半导体性能的完善。

（4）通过缺陷和掺杂控制，确保选区掺杂生长制备的GaN的P-N结二极管性能能够与传统的外延生长制备的GaN半导体P-N结二极管性能相当。

（5）利用全新的退火技术，确保硅、镁离子注入制备的GaN半导体P-N结性能的完善，同时深刻了解离子注入技术对于GaN半导体微结构及其P-N结性能的影响。

（6）开发中子嬗变掺杂技术来制备掺杂高度均一的GaN晶片，研究该技术对GaN晶片的微结构、电学特性等的影响。

（7）通过再生长技术克服选区掺杂外延生长GaN技术面临的挑战，以制备出高性能，高稳定性的GaN垂直晶体管。            （郭楷模）