快速阅读: 诺斯罗普·格鲁曼推动半导体回流美国，强化国防微电子制造，其太赫兹芯片创历史记录，提高雷达性能，增强系统生存能力。
涵盖多功能传感、电子战、通信和雷达的防御技术需要最先进的微芯片来超越不断演变的威胁并领先于当前技术。这些技术的重点在于缩小体积、提高能效、紧密封装，最重要的是——速度，这是成功的关键。
几十年来，全球大部分半导体生产已转移到海外，导致美国面临潜在的供应链脆弱性和全球军事威胁。通过回流实现这一趋势的逆转，现在被视为重建能够支持长期创新和任务成功的弹性工业基础的关键。
“我们目前看到的最重要的趋势是将制造微电子（也称为半导体）从远东带回美国的努力，”诺斯罗普·格鲁曼公司微电子中心副总裁Vern Boyle说。“在数十年的外包之后，人们越来越认识到过度依赖海外生产的脆弱性。这种认识激发了在美国扩大半导体制造的运动。在诺斯罗普·格鲁曼，我们自豪地继续我们一直以来的工作——在美国本土制造半导体。”
这一点在公司的双用途创新及其打破纪录的太赫兹（THz）芯片上尤为明显，该芯片展示了如何通过前沿设计和制造能力提供即时应用优势和长期技术优势。2016年，诺斯罗普·格鲁曼的太赫兹芯片成为首个达到前所未有的每秒一太赫兹处理速度的同类产品，标志着芯片技术和计算能力的历史性里程碑。
“该项目的目标是创建比最接近的竞争技术快1000倍的高速、高处理率技术，”Boyle说。“通信是一个应用，环境现象的高频率感应用于天气预测是另一个。我们在应用方面还处于早期阶段，但已经将技术成熟到可以开始用它构建系统。”
这一革命性的突破因其包含最快的芯片晶体管而被载入吉尼斯世界纪录，这一记录至今未被打破。
商业与国防的双重使用融合
虽然商业行业主要专注于大批量交付“最新”的集成电路，但国防应用所需的芯片通常是定制的，以满足国防需求。尽管可能需要的数量较少，但它们具有更高的功能，并且设计使用寿命与系统的生命周期相同。
通过多年的实践，商业公司已经具备了生产某些组件的技术能力。然而，他们以高产量、利润为导向的商业模式往往与国防应用的特殊、低数量需求不符。国防产品专为卓越的多功能传感、电子战、通信和雷达设计，适用于战斗机。正是微电子技术使得这些通信和雷达系统能够在其他情况下无法访问的各种频率带下运行，同时在高威胁环境中保持保护。
“雷达应用是我们为这些自定义部件设计的多功能系统的一个典型例子，”Boyle解释道。“多年来，诺斯罗普·格鲁曼一直为F-16、F-22和F-35等平台制造雷达。这些系统需要能够产生极高发射功率并覆盖广泛频率范围的组件，从而在远距离检测和跟踪威胁。内部的先进芯片实现了这种高水平的雷达性能，最终提高了集成这些系统的平台的生存能力。”
最近，诺斯罗普·格鲁曼采取主动措施，通过向外部航空航天和国防公司开放微电子中心，加强制造安全、军用级芯片的基础设施。（图片由诺斯罗普·格鲁曼提供）
不仅是芯片，还有“芯片包”
随着对更强大、更多样化的电子产品需求的增长，特别是在国防和其他尖端行业，先进的封装技术正变得至关重要，以克服传统半导体制造的局限，为更智能、更强大的系统铺平道路。
先进封装涉及将多个芯片集成到紧凑、高性能的封装中，实际上是将为不同任务设计的半导体堆叠或组合成一个统一的整体。这种方法在更小的空间内实现显著更多的功能，提高了速度、效率和整体系统性能。这正成为克服传统半导体制造局限的关键，为更智能、更强大的系统铺平道路。
博伊尔解释说，在某些情况下，是通过选择最佳的芯片组合或改善收发器与数字处理器之间的连接来提高性能。在其他情况下，则是为了最大化空间利用，例如在F-35或任何战术战斗机的前端，空间极为宝贵，将更多功能集成到更小的空间中至关重要。最终，先进的封装技术提供了一种增强性能、缩小体积和提高能效的强大组合，成为现代应用的变革性技术。
诺斯罗普·格鲁曼公司最近采取了积极措施，通过向外部航空航天和国防公司开放微电子中心，加强制造安全、军事级芯片的基础设施。这使得多个平台供应商能够利用诺斯罗普·格鲁曼的专业知识，访问其三个美国政府认证的半导体制造设施。博伊尔指出，这一决定扩大了在美国本土生产国防微电子的安全生产能力。
博伊尔表示：“通过向合作伙伴开放我们的国防级制造设施，诺斯罗普·格鲁曼不仅扩展和增强了美国半导体行业及供应链的韧性，还为合作伙伴提供了前所未有的设计和开发国内芯片的机会，以及直接从我们这里购买的能力，促进了整个国防工业基地的合作。”
这些在同一项目上竞争的国防公司正在领导国家变得更加安全的努力，他们需要定制的、有韧性和安全的微电子产品来实现这一目标。诺斯罗普·格鲁曼不仅能提供这些服务，还对各领域的国防应用有着深入了解。现在，为商业伙伴所做的工作可以被提升并专门化，以惠及国防客户。
通过开放访问业务模式，这些公司现在可以接触到颠覆性的半导体解决方案和在岸先进封装技术，证明美国制造的系统将由美国制造的芯片驱动，无论是现在还是未来。
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