《電子技術(shù)應(yīng)用》
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美國(guó)專家的半導(dǎo)體發(fā)展建議!

2022-09-29
來源: 半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: 半導(dǎo)體 建議

  執(zhí)行概要

  半導(dǎo)體是當(dāng)今信息時(shí)代的基礎(chǔ),是全球經(jīng)濟(jì)的支柱。它們對(duì)美國(guó)的經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全至關(guān)重要,并為數(shù)據(jù)中心、通信、汽車、航空航天和國(guó)防、個(gè)人計(jì)算設(shè)備、工業(yè)、娛樂、醫(yī)療保健和許多其他市場(chǎng)提供“智能”。從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的角度來看,要保持世界領(lǐng)先地位,半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)先地位至關(guān)重要。目前,美國(guó)是全球半導(dǎo)體收入的領(lǐng)導(dǎo)者,但這種領(lǐng)導(dǎo)地位正受到前所未有的全球競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的挑戰(zhàn)。例如,美國(guó)制造的半導(dǎo)體在全球所占的份額已從1990年的37%下降到今天的12%。與此同時(shí),亞洲國(guó)家,特別是中國(guó),一直在半導(dǎo)體制造和研發(fā)(R&D)方面大舉投資,以提高本國(guó)能力,并增強(qiáng)其在全球市場(chǎng)的影響力。

  美國(guó)要保持半導(dǎo)體行業(yè)的世界領(lǐng)先地位,該行業(yè)的大部分附加值必須發(fā)生在美國(guó)。PCAST積極支持兩黨《芯片與科學(xué)法案》的通過,其中包括為一個(gè)千載難逢的機(jī)遇提供大量資金,以果斷加強(qiáng)美國(guó)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng),以應(yīng)對(duì)日益加劇的全球競(jìng)爭(zhēng)。這項(xiàng)投資表明我們國(guó)家致力于維持和發(fā)展我們的國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng),并為美國(guó)人民帶來利益,包括高質(zhì)量的就業(yè)機(jī)會(huì)、技術(shù)創(chuàng)新和科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

  工業(yè)界和政府支持和加速半導(dǎo)體制造的努力正在進(jìn)行中:作為拜登政府努力在美國(guó)擴(kuò)大半導(dǎo)體制造的一部分,許多新項(xiàng)目正在計(jì)劃中,并準(zhǔn)備破土動(dòng)工。然而,對(duì)一個(gè)強(qiáng)大和健康的美國(guó)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)同樣重要的研發(fā)計(jì)劃卻沒有得到同樣多的關(guān)注。為了填補(bǔ)這一空白,本報(bào)告就拜登政府如何最大限度地利用《芯片和科學(xué)法案》中的半導(dǎo)體研發(fā)資金提供建議,通過創(chuàng)建強(qiáng)大的半導(dǎo)體研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施、教育和培訓(xùn)下一代半導(dǎo)體勞動(dòng)力以及推動(dòng)我們的國(guó)家研究和創(chuàng)新議程,為美國(guó)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期健康和競(jìng)爭(zhēng)力實(shí)現(xiàn)最大利益。

  《芯片與科學(xué)法案》為商務(wù)部在5年內(nèi)投資110億美元用于半導(dǎo)體研發(fā),其中包括一個(gè)國(guó)家半導(dǎo)體技術(shù)中心(NSTC)和一個(gè)國(guó)家先進(jìn)封裝制造計(jì)劃(NAPMP),此外,該法案還撥款390億美元用于國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體制造的財(cái)政援助。這是半導(dǎo)體研發(fā)領(lǐng)域歷史性的重大投資,可以決定性地加強(qiáng)美國(guó)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),NSTC和NAPMP必須激發(fā)公共和私營(yíng)部門之間的廣泛合作,發(fā)展和培養(yǎng)美國(guó)的半導(dǎo)體人才,并推動(dòng)雄心勃勃的研究和創(chuàng)新議程。

  執(zhí)行本報(bào)告中列出的10項(xiàng)建議將為重振美國(guó)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這些措施中的每一項(xiàng)都可以由拜登政府發(fā)起,采用全面的公私合作關(guān)系,以維持和發(fā)展我們的國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)。我們相信,這些舉措的實(shí)施可以改變我們目前的發(fā)展軌跡,重建我們?cè)诎雽?dǎo)體領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)地位。

  建議

  1. 商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)在2023年底前將NSTC確立為公私合作關(guān)系中的獨(dú)立法律實(shí)體。商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)選擇一個(gè)董事會(huì),該董事會(huì)應(yīng)監(jiān)督NSTC和NAPMP,以確保投資的協(xié)同作用和一致性。委員會(huì)成員應(yīng)包括來自政府、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛代表。

  2. 商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)確保NSTC的創(chuàng)始章程包括在地理分散的模型中建立原型能力,該模型包括最多六個(gè)圍繞先進(jìn)邏輯等主要技術(shù)推進(jìn)的卓越聯(lián)盟(COE);先進(jìn)存儲(chǔ);模擬和混合信號(hào);生命科學(xué)應(yīng)用程序;設(shè)計(jì)和方法;封裝。COE應(yīng)該包含NAPMP計(jì)劃的預(yù)算和目標(biāo)。

  3.商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)與國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)主任協(xié)調(diào),支持在2023年底前建立一個(gè)國(guó)家微電子教育和培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò),并在未來5年撥出約10億美元的資金,用于升級(jí)教育實(shí)驗(yàn)室設(shè)施,支持課程開發(fā),并促進(jìn)該領(lǐng)域的教師招聘。

  4. 商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)確保NSTC資助的研究(見下文建議8)每年在教育領(lǐng)域支持約2500個(gè)獎(jiǎng)學(xué)金和研究助理獎(jiǎng)學(xué)金。

  5. 國(guó)土安全部應(yīng)執(zhí)行現(xiàn)有的法律和監(jiān)管機(jī)構(gòu),為尋求國(guó)家利益豁免、以微電子行業(yè)就業(yè)為基礎(chǔ)的高學(xué)歷移民新提交的移民申請(qǐng)?zhí)峁﹥?yōu)先處理。

  6. 商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)確保到2023年底,NSTC創(chuàng)建一個(gè)約5億美元的投資基金,為半導(dǎo)體初創(chuàng)企業(yè)提供資金支持和實(shí)物原型和工具。

  7. 商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)確保NSTC在2025年底前創(chuàng)建或資助創(chuàng)建一個(gè)具有完整軟件堆棧的“chiplet”平臺(tái),以便初創(chuàng)企業(yè)和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)能夠?qū)⑵涠ㄖ频腸hiplet與NSTC支持的chiplet平臺(tái)集成,從而在大幅減少投資和時(shí)間的情況下展示新的創(chuàng)新。

  8. 商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)確保NSTC創(chuàng)始章程將年度資金的很大一部分,大約30%到50%,直接資助一項(xiàng)國(guó)家研究議程。這一研究議程應(yīng)該是廣泛的性質(zhì),并解決以下領(lǐng)域:材料,過程和制造技術(shù);封裝和互連技術(shù);節(jié)能計(jì)算和領(lǐng)域特定加速器;設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具和方法;半導(dǎo)體和系統(tǒng)安全;還有半導(dǎo)體和生命科學(xué)。

  9. NSTC應(yīng)該確定一系列全國(guó)性的重大挑戰(zhàn),這些挑戰(zhàn)通過NSTC產(chǎn)業(yè)成員和NSTC資助的研究之間的合作來實(shí)現(xiàn)。這些巨大的挑戰(zhàn)應(yīng)該跨越三個(gè)相互補(bǔ)充的領(lǐng)域,從大規(guī)模的全國(guó)性合作中受益:先進(jìn)計(jì)算進(jìn)入zttascale時(shí)代;顯著降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度;以及在生命科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用半導(dǎo)體。

  10. 為了提高對(duì)聯(lián)邦半導(dǎo)體投資努力的可見性,在聯(lián)邦層面衡量整個(gè)行業(yè)的進(jìn)展,并最大化此類投資的杠桿作用,我們建議如下:

  a)從2023年開始,此后每年,網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)研究與開發(fā)(NITRD)項(xiàng)目應(yīng)整理并公布所有聯(lián)邦機(jī)構(gòu)的半導(dǎo)體年度投資數(shù)據(jù)。

  b) NSTC應(yīng)鼓勵(lì)所有半導(dǎo)體研發(fā)投資的機(jī)構(gòu)充分利用NSTC的設(shè)施和能力。我們建議NSTC與其他機(jī)構(gòu)以及公私合作伙伴擴(kuò)大共同資助項(xiàng)目,在這些項(xiàng)目中,研究議程具有協(xié)同作用,例如,國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)的電子復(fù)興計(jì)劃,由NSF計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)與工程理事會(huì)贊助的半導(dǎo)體未來研究,以及由半導(dǎo)體研究公司實(shí)現(xiàn)的廣泛的多部門合作。

  c)商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)制定并定期評(píng)估績(jī)效指標(biāo),以評(píng)估CHIPS和《科學(xué)法案》舉措的進(jìn)展、有效性、結(jié)果和影響,并每年向總統(tǒng)報(bào)告。

  重振美國(guó)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)

  半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀

  半導(dǎo)體對(duì)于現(xiàn)代生活的各個(gè)方面都是必不可少的——包括工作、學(xué)習(xí)、商業(yè)、通信、運(yùn)輸、航空航天、國(guó)防、醫(yī)療保健和許多其他行業(yè)。自20世紀(jì)40年代以來,聯(lián)邦政府通過與工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的深入合作,在半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮了核心作用,使美國(guó)成為半導(dǎo)體收入方面的世界領(lǐng)導(dǎo)者。半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)的分析發(fā)現(xiàn),全球半導(dǎo)體收入為5560億美元,其中美國(guó)公司占了47%的市場(chǎng)份額;半導(dǎo)體是美國(guó)第四大出口產(chǎn)品;該行業(yè)直接雇用了近30萬美國(guó)人,間接增加了160萬個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。半導(dǎo)體不僅對(duì)我們的經(jīng)濟(jì)實(shí)力至關(guān)重要,而且對(duì)我們的國(guó)家安全也至關(guān)重要。半導(dǎo)體為智能武器和精確制導(dǎo)彈藥提供了“情報(bào)”,幾乎所有軍事系統(tǒng)都需要半導(dǎo)體。

  基于半導(dǎo)體的超級(jí)計(jì)算機(jī)被用于密碼分析、設(shè)計(jì)武器系統(tǒng)以及確保核儲(chǔ)備的安全和可靠性。因此,我們的國(guó)防依賴于我們?cè)谖㈦娮酉到y(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)方面的全球領(lǐng)導(dǎo)地位,以及執(zhí)行這項(xiàng)重要工作的熟練半導(dǎo)體勞動(dòng)力。新型冠狀病毒(COVID-19)大流行導(dǎo)致對(duì)依賴半導(dǎo)體的產(chǎn)品的需求空前增長(zhǎng),導(dǎo)致供應(yīng)鏈中斷,突顯出半導(dǎo)體的極端重要性和半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性。在半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)先地位是確保我們的經(jīng)濟(jì)繁榮和國(guó)家安全的國(guó)家優(yōu)先事項(xiàng),這一點(diǎn)從未如此明確。

  雖然總部位于美國(guó)的公司在收入方面領(lǐng)先世界,但我們?cè)诎雽?dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)先地位近年來一直在下降,而亞洲的能力一直在增強(qiáng)。由于認(rèn)識(shí)到半導(dǎo)體的戰(zhàn)略重要性,亞洲許多國(guó)家的政府都通過產(chǎn)業(yè)政策進(jìn)行了大量投資,以擴(kuò)大其業(yè)務(wù)范圍和能力。例如,韓國(guó)的半導(dǎo)體收入近年來增長(zhǎng)迅速,目前占全球市場(chǎng)的21%,這是由于他們?cè)趦?nèi)存和存儲(chǔ)技術(shù)方面的進(jìn)步。中國(guó)臺(tái)灣現(xiàn)在是制造業(yè)的主要地區(qū),生產(chǎn)世界上92%的尖端半導(dǎo)體。

  2014年6月,中國(guó)政府公布了一項(xiàng)雄心勃勃的計(jì)劃,承諾在未來10年投入1500億美元推進(jìn)半導(dǎo)體研究、開發(fā)和制造,目標(biāo)是到2030年成為半導(dǎo)體領(lǐng)域的世界領(lǐng)導(dǎo)者。2019年,中國(guó)宣布成立第二只半導(dǎo)體基金,承諾再投資290億美元。最近,韓國(guó)和歐盟也宣布了大量投資。今天,大約有12%的半導(dǎo)體是在美國(guó)制造的,延續(xù)了從1990年37%的長(zhǎng)期下降趨勢(shì)。2021年,85%的半導(dǎo)體制造設(shè)備運(yùn)往亞洲國(guó)家(28%運(yùn)往中國(guó)),而只有7%的制造設(shè)備運(yùn)往北美。

  如果美國(guó)不增加在半導(dǎo)體制造業(yè)的投資,據(jù)估計(jì),到2030年,我們國(guó)家的半導(dǎo)體產(chǎn)量將占世界總產(chǎn)量的不到10%,而中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)量將占全球總產(chǎn)量的近30%。自半導(dǎo)體行業(yè)誕生以來,初創(chuàng)企業(yè)一直是其成功的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。然而,美國(guó)半導(dǎo)體創(chuàng)業(yè)公司的資金卻沒有跟上其他國(guó)家的步伐。據(jù)2022年5月的新風(fēng)險(xiǎn)投資報(bào)告顯示,只有18%的半導(dǎo)體初創(chuàng)公司位于美國(guó),相比之下,59%的半導(dǎo)體初創(chuàng)公司位于中國(guó)。同樣,美國(guó)聯(lián)邦政府對(duì)半導(dǎo)體相關(guān)研發(fā)(R&D)活動(dòng)的資助在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(gdp)中所占的比例一直相對(duì)平穩(wěn),而該領(lǐng)域成功所需的投資規(guī)模卻大幅增加。2017年1月,PCAST向奧巴馬總統(tǒng)發(fā)布了一份報(bào)告,確定了確保美國(guó)在全球半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)中長(zhǎng)期領(lǐng)導(dǎo)地位的行動(dòng)。這份報(bào)告的核心發(fā)現(xiàn)是,美國(guó)只有通過創(chuàng)新和跑得更快才能保持領(lǐng)導(dǎo)地位。今天情況仍然如此,采取行動(dòng)的需要已變得更加迫切。

  為了扭轉(zhuǎn)美國(guó)半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)地位下降的局面,拜登政府采取了大膽行動(dòng),投資、制定和實(shí)施了一項(xiàng)全面戰(zhàn)略,以重建國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng),加強(qiáng)美國(guó)在日益激烈的全球競(jìng)爭(zhēng)中的領(lǐng)導(dǎo)地位。2021,作為2021財(cái)政年度《國(guó)防授權(quán)法案》的一部分,兩黨共同制定的《為美國(guó)生產(chǎn)半導(dǎo)體(芯片)的有益激勵(lì)法案》被制定為法律。

  隨后,2022年8月9日,拜登總統(tǒng)簽署了《芯片與科學(xué)法案》,該法案撥款507億美元用于半導(dǎo)體投資,包括支持美國(guó)制造業(yè)的激勵(lì)措施以及《美國(guó)芯片法案》授權(quán)的半導(dǎo)體研發(fā)投資。

  《芯片和科學(xué)法案》是一項(xiàng)歷史性的、改變游戲規(guī)則的投資,有可能扭轉(zhuǎn)我國(guó)在全球半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)中地位下降的軌跡,為我們提供了一次千載難逢的機(jī)會(huì),確保美國(guó)在未來幾十年里成為半導(dǎo)體領(lǐng)域的明確領(lǐng)導(dǎo)者。為了補(bǔ)充促進(jìn)半導(dǎo)體制造業(yè)的努力,該行業(yè)和聯(lián)邦政府的努力已經(jīng)很好地覆蓋了半導(dǎo)體制造業(yè),本報(bào)告就拜登政府如何在整個(gè)美國(guó)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)中最大限度地利用該法案撥付的110億美元研發(fā)投資,以造福于我們的經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全提出了建議。

  成立國(guó)家半導(dǎo)體技術(shù)中心(NSTC)

  在過去二十年中,半導(dǎo)體技術(shù)變得越來越復(fù)雜,需要更多的投資來開發(fā)下一代技術(shù)。目前,半導(dǎo)體開發(fā)的成本接近數(shù)億美元,用于技術(shù)前沿的設(shè)計(jì),以及數(shù)十億美元的原型制作和制造投資。由于這些高成本,能夠參與研發(fā)的公司和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)越來越少,這對(duì)美國(guó)半導(dǎo)體創(chuàng)新的未來有著嚴(yán)重的影響。

  這個(gè)問題可以通過創(chuàng)建公司和學(xué)術(shù)界可以共享的國(guó)家研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施來解決。如果沒有共享的基礎(chǔ)設(shè)施,大多數(shù)公司、研究人員和企業(yè)家將繼續(xù)面臨重大的創(chuàng)新障礙?!缎酒涂茖W(xué)法案》為商務(wù)部提供資金,以創(chuàng)建國(guó)家半導(dǎo)體技術(shù)中心(NSTC)和國(guó)家先進(jìn)封裝制造計(jì)劃(NAPMP),提供支持和支持美國(guó)半導(dǎo)體研發(fā)所需的共享基礎(chǔ)設(shè)施。NSTC將建立先進(jìn)的半導(dǎo)體和封裝原型設(shè)施,供學(xué)術(shù)界、初創(chuàng)企業(yè)和知名公司使用。該中心將在共享環(huán)境中實(shí)現(xiàn)快速、低成本的原型制作,同時(shí)推進(jìn)美國(guó)的研究議程,加快半導(dǎo)體勞動(dòng)力發(fā)展。與NSTC合作,NAPMP將制定一項(xiàng)國(guó)家計(jì)劃,以加強(qiáng)美國(guó)半導(dǎo)體先進(jìn)測(cè)試、組裝和封裝能力。這一基礎(chǔ)設(shè)施將能夠展示新的創(chuàng)新,而不需要個(gè)別機(jī)構(gòu)對(duì)設(shè)施進(jìn)行重大投資,也不需要目前所需的較長(zhǎng)交付周期。我們強(qiáng)烈支持這些倡議,并為其結(jié)構(gòu)、治理和實(shí)施提供建議。

  建議1:商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)在2023年底前將NSTC建立為公私合作的獨(dú)立法人實(shí)體。商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)選擇一個(gè)董事會(huì),董事會(huì)應(yīng)監(jiān)督NSTC和NAPMP,以確保投資的協(xié)同效應(yīng)和一致性。董事會(huì)成員應(yīng)包括來自政府、行業(yè)和學(xué)術(shù)界的廣泛代表。NSTC是美國(guó)半導(dǎo)體史上最大的同類企業(yè)。唯一一家類似的企業(yè)是SEMATECH,它是美國(guó)半導(dǎo)體公司和國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)于1987年成立的公私合作企業(yè),最初的投資規(guī)模要小得多,為5億美元。

  NSTC的成功實(shí)施需要正確的結(jié)構(gòu)、治理和指導(dǎo)原則。PCAST建議將NSTC建立為公私合作伙伴關(guān)系,以促進(jìn)整個(gè)美國(guó)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的參與、合作和創(chuàng)新。商務(wù)部應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)術(shù)界、行業(yè)和政府廣泛參與NSTC。行業(yè)參與應(yīng)涵蓋半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的所有方面,包括材料和設(shè)備供應(yīng)商、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化公司、無晶圓廠設(shè)計(jì)公司、集成設(shè)備制造商、代工廠和系統(tǒng)公司。聯(lián)邦政府的參與應(yīng)包括在半導(dǎo)體領(lǐng)域具有深厚專業(yè)知識(shí)的機(jī)構(gòu),例如國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)和DARPA等。

  商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)將NSTC和NAPMP的治理合并,以增加投資的協(xié)同效應(yīng),減少基礎(chǔ)設(shè)施重復(fù)的可能性。監(jiān)督這兩項(xiàng)舉措的董事會(huì)應(yīng)由美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的成員以及學(xué)術(shù)界和美國(guó)政府的代表組成。董事會(huì)應(yīng)選擇一名獨(dú)立的NSTC首席執(zhí)行官(CEO),并成立一個(gè)技術(shù)咨詢委員會(huì)來指導(dǎo)研究議程。NAPMP可以作為NSTC內(nèi)的一個(gè)獨(dú)立實(shí)體進(jìn)行管理,并有自己的預(yù)算,同時(shí)為更大的NSTC研究議程做出貢獻(xiàn)并參與其中。圖1說明了一個(gè)建議的NSTC治理和運(yùn)營(yíng)模型。

  在盡可能的情況下,NSTC應(yīng)與美國(guó)以外的類似組織(如歐洲大學(xué)間微電子中心和聯(lián)盟國(guó)家的半導(dǎo)體公司)合作,以利用資源、現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施和能力。此類參與應(yīng)反映互惠原則、研究安全原則以及與共同價(jià)值觀的一致性。然而,從全球競(jìng)爭(zhēng)和國(guó)家安全的角度來看,由于這項(xiàng)工作的戰(zhàn)略性質(zhì),任何外國(guó)實(shí)體都不應(yīng)成為董事會(huì)或技術(shù)咨詢委員會(huì)的成員。

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  圖1:NSTC擬定結(jié)構(gòu)

  建議2:商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)確保NSTC成立章程,包括在地理上分散的模型中建立原型能力,該模型包括六個(gè)圍繞主要技術(shù)推力(如高級(jí)邏輯)的卓越聯(lián)盟(COE);先進(jìn)內(nèi)存;模擬和混合信號(hào);生命科學(xué)應(yīng)用;設(shè)計(jì)和方法;和包裝。包裝COE應(yīng)包括NAPMP倡議的預(yù)算和目標(biāo)。

  與SEMATECH等以前的工作不同,在SEMATECH,基礎(chǔ)設(shè)施只有一個(gè)中心位置,我們認(rèn)為,鑒于要涵蓋的技術(shù)的廣度,NSTC基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)該構(gòu)建在分布式區(qū)域模型中。這也將在全國(guó)范圍內(nèi)分配創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)。NSTC應(yīng)與學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)聯(lián)系起來,以支持教育和勞動(dòng)力發(fā)展,并為開展學(xué)術(shù)研究提供設(shè)施。

  為了實(shí)現(xiàn)這些結(jié)果,NSTC原型基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)盡可能利用現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施,必要時(shí)擴(kuò)充區(qū)域和學(xué)術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施。作為一種模式,NSTC可以組織大約六個(gè)COE,包括廣泛的學(xué)術(shù)、行業(yè)和地區(qū)代表:1)先進(jìn)內(nèi)存;2)高級(jí)邏輯;3)模擬和混合信號(hào);4)架構(gòu)、設(shè)計(jì)和工具;5)包裝(包括NAPMP倡議的任務(wù));6)新興技術(shù),包括生命科學(xué)。這六個(gè)方面代表了強(qiáng)大而充滿活力的美國(guó)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)所需的關(guān)鍵技術(shù)。

  每個(gè)COE本質(zhì)上都應(yīng)該是高度多學(xué)科和跨職能的,具有原型制作能力和涵蓋材料、裝置、設(shè)備、建模、測(cè)試和其他學(xué)科的研究議程。每個(gè)COE的原型開發(fā)能力都應(yīng)該支持學(xué)術(shù)、創(chuàng)業(yè)和行業(yè)活動(dòng)。COE之間的強(qiáng)有力協(xié)調(diào)對(duì)于提供支持建議8和9中概述的研究議程和重大挑戰(zhàn)的集成系統(tǒng)和解決方案至關(guān)重要。此外,NSTC的基礎(chǔ)設(shè)施也有機(jī)會(huì)與其他聯(lián)邦倡議一起發(fā)揮作用,如國(guó)防部的微電子共享計(jì)劃,該計(jì)劃旨在提供從實(shí)驗(yàn)室到工廠的原型開發(fā)能力,以加強(qiáng)美國(guó)國(guó)防相關(guān)的微電子創(chuàng)新。以下提供了特遣隊(duì)所屬裝備活動(dòng)的實(shí)例。

  卓越聯(lián)盟活動(dòng)示例

  模擬和混合信號(hào)COE可以具有下一代模擬、混合信號(hào)、電源管理和高壓設(shè)備、射頻和高速技術(shù)以及智能傳感的研究和原型制作能力。這些活動(dòng)可以支持通信基礎(chǔ)設(shè)施、智能城市、自動(dòng)駕駛汽車、綠色能源以及醫(yī)療、保健和健康領(lǐng)域的廣泛學(xué)術(shù)和商業(yè)應(yīng)用。高級(jí)邏輯COE可以為下一代高級(jí)邏輯、內(nèi)存、芯片以及3D和異構(gòu)集成提供研究和原型制作能力。先進(jìn)內(nèi)存COE可以專注于未來幾代內(nèi)存的研究和原型制作能力、新的內(nèi)存技術(shù)概念,以及內(nèi)存與計(jì)算和高級(jí)3D內(nèi)存概念的異構(gòu)集成。這兩項(xiàng)COE活動(dòng)將支持廣泛的學(xué)術(shù)和商業(yè)應(yīng)用,以實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先半導(dǎo)體工藝技術(shù)和產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)地位。他們還將在與2.5D/3D封裝和異構(gòu)集成相關(guān)的領(lǐng)域與封裝COE密切合作。

  一個(gè)強(qiáng)大的知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)框架,包括專利、商標(biāo)、版權(quán)和商業(yè)秘密,對(duì)于保持美國(guó)半導(dǎo)體的領(lǐng)先地位和NSTC的長(zhǎng)期成功至關(guān)重要。所有權(quán)和許可的知識(shí)產(chǎn)權(quán)框架對(duì)于降低初創(chuàng)企業(yè)和學(xué)術(shù)研究人員的進(jìn)入壁壘,以及縮短通過訪問啟用知識(shí)產(chǎn)權(quán)從“實(shí)驗(yàn)室到工廠”所需的時(shí)間也至關(guān)重要。我們建議,由COE資助開發(fā)的所有知識(shí)產(chǎn)權(quán)(即會(huì)員費(fèi)、政府資助、州或大學(xué)資助)應(yīng)作為研究和商業(yè)產(chǎn)品的非排他性、免版稅的永久許可證授予聲譽(yù)良好的COE成員。知識(shí)產(chǎn)權(quán)的所有權(quán)將由發(fā)明人或發(fā)明人各自的機(jī)構(gòu)保留。實(shí)踐NSTC創(chuàng)建的IP所需的任何預(yù)先存在的IP都將由預(yù)先存在IP的所有者預(yù)先確定。如果NSTC選擇使用此預(yù)先存在的IP,則應(yīng)盡可能以最佳條款向成員授予許可。在最終的IP框架和安全定義中,應(yīng)采用半導(dǎo)體研究公司(Semiconductor research Corporation)和歐洲大學(xué)間微電子中心(Interuniversity Microelectronics Centre)等既定研究模式的最佳實(shí)踐。

  教育和勞動(dòng)力發(fā)展

  半導(dǎo)體集成電路、芯片、設(shè)計(jì)和制造的復(fù)雜性和精密性要求訓(xùn)練有素的微電子工作人員具備廣泛的科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)(STEM)學(xué)科和教育水平的知識(shí)和技能。半導(dǎo)體行業(yè)中超過50%的工人擁有學(xué)士或研究生學(xué)位。此外,與半導(dǎo)體行業(yè)相關(guān)的其他工作都是需要熟練技術(shù)勞動(dòng)力的高薪工作。半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)的一項(xiàng)研究估計(jì),《芯片與科學(xué)法案》的制造業(yè)激勵(lì)措施將在未來幾年內(nèi)為美國(guó)創(chuàng)造額外的280000個(gè)新工作崗位,其中42000個(gè)直接在半導(dǎo)體行業(yè)創(chuàng)造,101000個(gè)用于支持供應(yīng)鏈,而其余的工作崗位則是通過工資支出創(chuàng)造的。許多新的工作崗位將集中在高技能的工程師和技術(shù)員崗位上,但美國(guó)的大學(xué)、學(xué)院而職業(yè)學(xué)校目前的畢業(yè)生人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到滿足這一需求所需的人數(shù)。

  為了吸引更多的學(xué)生學(xué)習(xí)半導(dǎo)體,課程必須抓住他們的興趣和想象力。要做到這一點(diǎn),重要的是讓學(xué)生小組能夠創(chuàng)新,并獲得構(gòu)建自己的半導(dǎo)體芯片的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。由于構(gòu)建硬件所需的時(shí)間較長(zhǎng)以及芯片設(shè)計(jì)和原型制作過程的整體復(fù)雜性,這在當(dāng)今的芯片設(shè)計(jì)方法中是不可能的。小團(tuán)隊(duì)快速展示想法的能力是20世紀(jì)80年代半導(dǎo)體革命的動(dòng)力,也是今天吸引學(xué)生進(jìn)入計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的關(guān)鍵力量。因此,迫切需要通過創(chuàng)造激勵(lì)性的課程體驗(yàn)和提供動(dòng)手芯片設(shè)計(jì)和原型制作的機(jī)會(huì)來重新激發(fā)學(xué)生對(duì)半導(dǎo)體的興趣。這需要更新教育課程和學(xué)術(shù)研究及培訓(xùn)設(shè)施,以跟上芯片設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的發(fā)展。還迫切需要通過帶薪實(shí)習(xí)和學(xué)徒制為學(xué)生提供實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。

  建議三:商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)與國(guó)家科學(xué)基金會(huì)主任協(xié)調(diào),支持在2023年底前建立國(guó)家微電子教育和培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò),并在未來5年內(nèi)撥款10億美元,用于升級(jí)教育實(shí)驗(yàn)室設(shè)施,支持課程開發(fā),并促進(jìn)該領(lǐng)域的教師招聘。

  為了確保美國(guó)微電子生態(tài)系統(tǒng)擁有健康的人才管道,以促進(jìn)其蓬勃發(fā)展,并保持在半導(dǎo)體研究、設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)地位,需要采用新的方法來吸引和培訓(xùn)規(guī)模更大、更多樣化的勞動(dòng)力。2021年的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),在半導(dǎo)體勞動(dòng)力中,黑人員工占4%,西班牙裔員工占13%,這落后于制造業(yè)和美國(guó)整體勞動(dòng)力。此外,截至2019年,半導(dǎo)體勞動(dòng)力中女性員工不到25%。在大多數(shù)半導(dǎo)體公司中,只有不到1%的領(lǐng)導(dǎo)職位是由女性擔(dān)任的。當(dāng)我們希望增加半導(dǎo)體領(lǐng)域的工人總數(shù)時(shí),我們必須從所有的背景和地理區(qū)域吸引全國(guó)的人才。為了擁有廣泛而多樣化的勞動(dòng)力隊(duì)伍,我們必須接觸到學(xué)生所在的地方。有才華的學(xué)生分布在全國(guó)各地,他們?cè)诟鞣N類型的機(jī)構(gòu)。必須做出明確的努力,為所有學(xué)生和工人創(chuàng)造機(jī)會(huì),特別是那些在STEM和微電子教育方面歷史上服務(wù)不足的學(xué)生和工人,并在全國(guó)范圍內(nèi)提供高薪工作。為此,國(guó)家微電子學(xué)培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)包括對(duì)分布在全國(guó)各地的至少50所大學(xué)和學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室設(shè)施和設(shè)備進(jìn)行升級(jí),包括為少數(shù)民族服務(wù)的機(jī)構(gòu)(例如:歷史上的黑人學(xué)院和大學(xué),西班牙裔服務(wù)機(jī)構(gòu),亞裔美國(guó)人和太平洋島民服務(wù)機(jī)構(gòu),以及部落學(xué)院和大學(xué));課程開發(fā)并向大學(xué)、社區(qū)學(xué)院和職業(yè)學(xué)校傳播;以及在全國(guó)各地的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)招聘新的微電子學(xué)教師。

  振興美國(guó)微電子學(xué)教育和支持勞動(dòng)力發(fā)展的建議

  1. 在5年內(nèi)投入7.5億美元(每年1.5億美元),用于升級(jí)現(xiàn)有的教育和研究實(shí)驗(yàn)室設(shè)施和設(shè)備,這些設(shè)施和設(shè)備對(duì)于半導(dǎo)體設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試方面的實(shí)踐學(xué)習(xí)和培訓(xùn)至關(guān)重要,并用于支付50個(gè)中心學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)踐學(xué)習(xí)和培訓(xùn)項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)成本。

  2. 在5年內(nèi)投入1億美元(每年2000萬美元),用于支持課程開發(fā)和在全國(guó)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(包括大學(xué)、社區(qū)學(xué)院和職業(yè)學(xué)校)中共享課程。大學(xué)課程將包括芯片設(shè)計(jì)和學(xué)生設(shè)計(jì)的芯片原型制作課程,而社區(qū)學(xué)院和職業(yè)學(xué)校的課程將包括技術(shù)培訓(xùn)。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的幾所大學(xué)將得到資助,以維護(hù)芯片設(shè)計(jì)和原型制作的軟件工具和流程,然后網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)都可以利用這些工具和流程。

  3. 5年內(nèi)5000萬美元(每年1000萬美元),用于支持大學(xué)獲得符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化和技術(shù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件工具、設(shè)計(jì)流程和多項(xiàng)目晶片制造在半導(dǎo)體鑄造廠中運(yùn)行以用于教學(xué)和研究目的。類似于金屬氧化物硅實(shí)施服務(wù)、Muse Semiconductor或example.com的組織europractice-ic.com可以充當(dāng)多項(xiàng)目晶圓運(yùn)行的聚合器,并維護(hù)工藝設(shè)計(jì)套件、庫(kù)和附帶的培訓(xùn)材料。

  4. 在5年內(nèi)投入1億美元(每年2000萬美元),以激勵(lì)至少100名新教師和教學(xué)人員的聘用,最終使美國(guó)高等教育系統(tǒng)的微電子產(chǎn)品產(chǎn)量每年增加10000名來自各個(gè)教育領(lǐng)域的新畢業(yè)生。這筆資金可用于幫助支付新教師招聘前3至5年的工資和福利費(fèi)用,并為新教師招聘提供啟動(dòng)資金。值得注意的是,對(duì)于那些以實(shí)驗(yàn)為導(dǎo)向的研究人員來說,啟動(dòng)成本很容易超過100萬美元。

  建議四:商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)確保NSTC資助的研究(見下文建議8)每年為整個(gè)教育領(lǐng)域提供約2500份獎(jiǎng)學(xué)金和研究獎(jiǎng)學(xué)金。

  由于高等教育的高成本可能會(huì)阻礙學(xué)生入學(xué),商務(wù)部應(yīng)確保NSTC資助的研究每年通過研究獎(jiǎng)學(xué)金(針對(duì)研究生)和獎(jiǎng)學(xué)金(針對(duì)本科生和社區(qū)大學(xué)生)支持大約2500名學(xué)生,以激勵(lì)他們追求和完成與微電子學(xué)相關(guān)的學(xué)位。這些研究金和獎(jiǎng)學(xué)金中的部分或全部可以與工業(yè)界合作提供,以保證畢業(yè)后的就業(yè)。國(guó)家科學(xué)基金會(huì)有現(xiàn)有的選擇和管理程序,以授予獎(jiǎng)學(xué)金和研究獎(jiǎng)學(xué)金,可以利用適當(dāng)?shù)倪@一NSTC資助的研究。

  建議五:國(guó)土安全部應(yīng)實(shí)施現(xiàn)有的法律和監(jiān)管機(jī)構(gòu),為新提交的基于就業(yè)的第二優(yōu)先高級(jí)學(xué)位移民申請(qǐng)?zhí)峁┮鐑r(jià)處理,尋求國(guó)家利益豁免,以在微電子領(lǐng)域工作。

  雖然長(zhǎng)期教育投資對(duì)于培養(yǎng)半導(dǎo)體行業(yè)的下一代人才至關(guān)重要,但美國(guó)還必須制定政策,吸引和留住世界各地最有才華、最有動(dòng)力和受過高等教育的人才。作為拜登政府對(duì)這些政策的承諾的象征,2022年1月,五項(xiàng)此類機(jī)構(gòu)政策以國(guó)際STEM人才招聘和保留為重點(diǎn)。其中一項(xiàng)政策更新是提供指導(dǎo),詳細(xì)說明何時(shí)可以考慮高級(jí)STEM學(xué)位持有者參與具有實(shí)質(zhì)價(jià)值的工作,這些工作是國(guó)家利益豁免移民申請(qǐng)的一部分。這一類是為可以自我請(qǐng)?jiān)傅膫€(gè)人保留的,因?yàn)樗麄兊呐^進(jìn)和貢獻(xiàn)的重要性。應(yīng)繼續(xù)在這方面作出努力,以評(píng)估是否可以采取進(jìn)一步的機(jī)構(gòu)行動(dòng)。例如,為了確保美國(guó)公司能夠接觸到全球領(lǐng)先的人才,在微電子領(lǐng)域工作的高級(jí)學(xué)位專家首次提交簽證申請(qǐng)時(shí),應(yīng)提供額外的處理。此外,需要立法更新國(guó)家的管理移民法規(guī),以反映各種現(xiàn)代現(xiàn)實(shí),包括當(dāng)移民是根據(jù)他們的技能和教育來選擇時(shí),原籍國(guó)不應(yīng)該是問題。在等待這種全面改革的同時(shí),一個(gè)中間步驟是根據(jù)現(xiàn)行法律授予高級(jí)STEM學(xué)位持有者合法的永久居民身份,而不考慮每個(gè)國(guó)家或世界范圍內(nèi)從事微電子工作的個(gè)人的數(shù)量上限。

  初創(chuàng)公司

  一個(gè)健康的創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的繁榮至關(guān)重要。事實(shí)上,今天領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司都是從初創(chuàng)公司起步的,從20世紀(jì)60年代末的英特爾和先進(jìn)微設(shè)備公司到20世紀(jì)80年代的高通公司,再到20世紀(jì)90年代初的英偉達(dá)和博通公司。初創(chuàng)公司可以比老牌公司更靈活,可以瞄準(zhǔn)新興市場(chǎng)和新技術(shù)。初創(chuàng)企業(yè)是將大學(xué)和其他研究實(shí)體(例如, DARPA)的重要技術(shù)和產(chǎn)品推向市場(chǎng)的良好工具,也是從成熟公司剝離出不再符合公司戰(zhàn)略方向的重要技術(shù)和產(chǎn)品的絕佳工具。盡管初創(chuàng)公司很重要,但半導(dǎo)體開發(fā)成本的上升和半導(dǎo)體市場(chǎng)的整體規(guī)模在過去十年中導(dǎo)致了行業(yè)的巨大整合。從2010年的160家公司增加到2020年底的97家。自2013年以來,半導(dǎo)體初創(chuàng)公司每年占風(fēng)險(xiǎn)資本投資的比例都不到1%(圖2)。

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  大多數(shù)風(fēng)險(xiǎn)投資機(jī)構(gòu)都傾向于需要最少投資并且有可能在4-6年內(nèi)獲得10倍收益的創(chuàng)業(yè)技術(shù)。與軟件或服務(wù)創(chuàng)業(yè)公司相比,半導(dǎo)體創(chuàng)業(yè)公司在上市或被收購(gòu)之前需要更多的資金(數(shù)千萬至數(shù)億美元),需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到這一階段,并且投資回報(bào)率低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。例如,所需的投資范圍從數(shù)千萬美元的簡(jiǎn)單模擬、電源和傳感元件到高達(dá)5億美元的前沿半導(dǎo)體。高成本主要是由于設(shè)計(jì)復(fù)雜性、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具、IP許可、工具和制造成本。這抑制了新公司和新產(chǎn)品的創(chuàng)建。在過去幾年中,由于對(duì)人工智能和新應(yīng)用的興趣,對(duì)半導(dǎo)體初創(chuàng)公司的投資有所增加,從2018-2020年期間的每年約60筆交易增加到2021年的75筆交易。然而,這些對(duì)半導(dǎo)體的投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了中國(guó)的投資,該基金在2020年資助了400多家企業(yè)。為了幫助降低進(jìn)入壁壘并鼓勵(lì)更多半導(dǎo)體領(lǐng)域的初創(chuàng)企業(yè),我們建議采取以下行動(dòng)。

  建議六:商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)確保到2023年底,NSTC建立一個(gè)5億美元的投資基金,為半導(dǎo)體初創(chuàng)企業(yè)提供資金支持和實(shí)物原型和工具。

  一個(gè)投資基金將抵消半導(dǎo)體初創(chuàng)公司的高資本要求和他們需要很長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到正現(xiàn)金流。這將創(chuàng)造一個(gè)公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境,使這些投資更具吸引力,從而促進(jìn)更多半導(dǎo)體初創(chuàng)公司的創(chuàng)建,并支持和加速半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)中的創(chuàng)新。NSTC投資基金可以直接投資于半導(dǎo)體初創(chuàng)企業(yè)或半導(dǎo)體孵化器,提供行業(yè)專業(yè)知識(shí)、培育和指導(dǎo),以及資金支持。NSTC投資基金將通過在種子前和種子輪投資早期階段的公司產(chǎn)生最大的影響,這通常是最高的風(fēng)險(xiǎn)。NSTC還應(yīng)保留向合格的初創(chuàng)企業(yè)提供實(shí)物支持的能力,以降低或零成本獲得原型和工具。

  建議七:商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)確保NSTC在2025年底前創(chuàng)建或資助創(chuàng)建一個(gè)具有完整軟件堆棧的“chiplet”平臺(tái),以便初創(chuàng)企業(yè)和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)能夠?qū)⑵涠ㄖ频腸hiplet與NSTC支持的小芯片平臺(tái)集成,來展示新的創(chuàng)新,以顯著減少投資和時(shí)間。

  許多半導(dǎo)體設(shè)計(jì)復(fù)雜性都可以在產(chǎn)品的非創(chuàng)新部分找到(尤其是前沿的片上系統(tǒng))。許多初創(chuàng)公司和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)是,他們必須獲得并集成幾個(gè)關(guān)鍵的IP組件,從微處理器到高速接口,再到定制存儲(chǔ)器,這些組件只是一個(gè)工作系統(tǒng)所需的基本組件,然后才能添加創(chuàng)新的“秘方”。

  軟件開發(fā)通常通過向復(fù)雜的、但已存在的和工作的代碼庫(kù)添加少量或適量的代碼來避免類似的挑戰(zhàn)。我們也可以通過構(gòu)建一個(gè)“小芯片”生態(tài)系統(tǒng)來進(jìn)行芯片設(shè)計(jì),這將允許在已經(jīng)運(yùn)行的硬件/軟件平臺(tái)上添加小型/適度但具有創(chuàng)新性的硬件和代碼,以快速、廉價(jià)地捕捉創(chuàng)新的影響。要做到這一點(diǎn),必須提供一個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)芯片,與一個(gè)支持軟件棧,提供一個(gè)接口,其中包含系統(tǒng)的創(chuàng)新部分的“小芯片”可以使用先進(jìn)的封裝連接。這樣的生態(tài)系統(tǒng)將使初創(chuàng)企業(yè)或?qū)W術(shù)機(jī)構(gòu)能夠只設(shè)計(jì)系統(tǒng)的創(chuàng)新部分(硬件和軟件),同時(shí)大幅降低其開發(fā)成本和所需投資。這類似于蘋果的App Store和Google Play如何改變軟件設(shè)計(jì)和交付,讓更多的人更快、更簡(jiǎn)單地創(chuàng)建和銷售他們的程序。我們預(yù)計(jì),通過軟件創(chuàng)建一個(gè)小芯片生態(tài)系統(tǒng),將使一個(gè)SoC芯片初創(chuàng)公司所需的資本減少一個(gè)數(shù)量級(jí),并將產(chǎn)品上市所需的時(shí)間減少兩倍或更多。減少這些障礙反過來將為半導(dǎo)體初創(chuàng)公司帶來更多的產(chǎn)品開發(fā)機(jī)會(huì),也使學(xué)術(shù)創(chuàng)新變得更簡(jiǎn)單、更快、更便宜。NSTC應(yīng)建立在與該“小芯片”生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)的現(xiàn)有項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,包括DARPA作為電子研究計(jì)劃和其他行業(yè)工作的一部分正在進(jìn)行的工作。

  國(guó)家研究議程和重大挑戰(zhàn)

  美國(guó)在全球半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)中的領(lǐng)導(dǎo)地位需要在多個(gè)關(guān)鍵的相互關(guān)聯(lián)的技術(shù)領(lǐng)域中取得顯著和持續(xù)的進(jìn)步。在每個(gè)領(lǐng)域內(nèi),都存在大量技術(shù)挑戰(zhàn),需要基礎(chǔ)研究和原型開發(fā)能力來引導(dǎo)新的解決方案從研究原型到規(guī)模擴(kuò)大和商業(yè)采用。

  建議八:商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)確保NSTC的成立章程將年度資金的相當(dāng)大一部分(約30%至50%)用于直接資助國(guó)家研究議程。研究議程應(yīng)具有廣泛性,并涉及以下領(lǐng)域:材料、工藝和制造技術(shù);封裝和互連技術(shù);高能效計(jì)算和特定領(lǐng)域加速器;設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具和方法;半導(dǎo)體和系統(tǒng)安全;半導(dǎo)體和生命科學(xué)。

  雖然NSTC的大部分資金將用于急需的設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施,但我們認(rèn)為,大部分資金也應(yīng)用于直接資助研究和合作。一個(gè)廣泛而有力的研究議程對(duì)NSTC的成功和美國(guó)的全球競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要。

  下面,我們確定了一些關(guān)鍵的研究主題,作為NSTC研究議程的一部分,這些主題將非常有影響力。最終的研究議程應(yīng)由NSTC執(zhí)行團(tuán)隊(duì)在NSTC技術(shù)咨詢理事會(huì)的指導(dǎo)下提出。

 ?。╝)材料、工藝和制造技術(shù)

  摩爾定律,即集成電路上的晶體管數(shù)量每?jī)赡攴环瑥亩岣咝阅?,已?jīng)支配半導(dǎo)體行業(yè)50多年。然而,這種趨勢(shì)近年來已經(jīng)減緩,并且基本的物理挑戰(zhàn)阻礙了晶體管尺寸的持續(xù)減小和性能的改進(jìn)。下一代材料、工藝技術(shù)和大批量制造解決方案需要?jiǎng)?chuàng)新,以繼續(xù)縮小芯片尺寸,并在性能、能效和成本方面取得必要的進(jìn)步。

  NSTC的研究議程應(yīng)包括實(shí)現(xiàn)先進(jìn)邏輯、先進(jìn)存儲(chǔ)器、模擬、混合信號(hào)和射頻器件所需的材料、工藝和制造技術(shù),這些都是構(gòu)建完整系統(tǒng)所必需的。此外,用于異構(gòu)集成的基礎(chǔ)工藝技術(shù)(即,在同一芯片上混合不同技術(shù))和3D堆疊(即,將芯片堆疊在彼此的頂部以產(chǎn)生更密集和更有能力的芯片)是關(guān)鍵的。為了確保從實(shí)驗(yàn)室的初始想法快速過渡到大批量生產(chǎn),材料和設(shè)備的開發(fā)應(yīng)與器件和工藝技術(shù)同步進(jìn)行。這些活動(dòng)將主要在高級(jí)邏輯、先進(jìn)存儲(chǔ)器以及模擬和混合信號(hào)COE中進(jìn)行。

  (b)封裝和互連技術(shù)

  近年來,隨著用于減小芯片尺寸的傳統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)放慢,封裝和互連技術(shù)對(duì)于性能、密度和系統(tǒng)級(jí)的持續(xù)改進(jìn)已經(jīng)變得更加重要。這需要在芯片、封裝、設(shè)計(jì)、架構(gòu)和系統(tǒng)層面進(jìn)行創(chuàng)新和聯(lián)合開發(fā)。由NAPMP提供資金的包裝卓越中心是推進(jìn)該領(lǐng)域研究和提供原型能力的關(guān)鍵資源。

  需要在各種工藝技術(shù)中開發(fā)成本效益高的晶圓鍵合技術(shù)、先進(jìn)的建模能力和高效的功率傳輸系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)集成和3D堆疊解決方案。此外,還應(yīng)建立能夠連接小芯片生態(tài)系統(tǒng)中的邏輯、存儲(chǔ)器和模擬組件的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口。先進(jìn)的封裝和互連技術(shù)還必須提供安全的即插即用技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn),以實(shí)現(xiàn)各種半導(dǎo)體組件的無縫集成,這對(duì)未來美國(guó)半導(dǎo)體技術(shù)和供應(yīng)鏈實(shí)力至關(guān)重要。

  (c)高能效計(jì)算和特定領(lǐng)域加速器

  特定領(lǐng)域加速器,即,專注于特定應(yīng)用的專用芯片,隨著半導(dǎo)體技術(shù)擴(kuò)展速度放緩,具有繼續(xù)擴(kuò)展性能和能效的潛力,并且它們對(duì)于實(shí)現(xiàn)建議9中所述的重大挑戰(zhàn)至關(guān)重要。該領(lǐng)域的一個(gè)挑戰(zhàn)是研究特定領(lǐng)域加速器的架構(gòu)和設(shè)計(jì)方法,這些架構(gòu)和方法對(duì)于算法和應(yīng)用的快速變化更有彈性。彈性可以來自于引入針對(duì)域的可編程性。這些加速器可以推動(dòng)多個(gè)感興趣領(lǐng)域的進(jìn)步,包括人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)(云端和邊緣的推理和訓(xùn)練)、圖形分析、安全、通信、生物信息學(xué)以及連續(xù)和離散優(yōu)化。此外,還需要對(duì)加速器與處理器、存儲(chǔ)器系統(tǒng)和片上系統(tǒng)的其余部分之間的接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化研究。

  特定領(lǐng)域的硬件專門化通常需要對(duì)軟件堆棧進(jìn)行重大修改,以正確利用加速器。由于維護(hù)整個(gè)軟件堆棧的開銷很大,因此加速器的實(shí)際使用遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其設(shè)計(jì)。因此,對(duì)于快速變化的應(yīng)用領(lǐng)域,一個(gè)關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是自動(dòng)化可編程加速器和將應(yīng)用程序映射到加速器的編譯器的協(xié)同設(shè)計(jì)。我們建議進(jìn)行投資,以支持全面的軟件生態(tài)系統(tǒng),使編寫和執(zhí)行新的應(yīng)用程序高效,并可供各種加速器訪問。

  (d)設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具和方法

  設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具和方法的創(chuàng)新對(duì)于縮短產(chǎn)品上市時(shí)間、實(shí)現(xiàn)更高水平的性能和系統(tǒng)集成至關(guān)重要。提高設(shè)計(jì)水平,使芯片和IP可以從高級(jí)描述(寄存器傳輸級(jí)以上)編譯,就像編譯軟件一樣,這有可能大大提高設(shè)計(jì)效率。人工智能可以應(yīng)用于設(shè)計(jì)過程的每一步,以提高生產(chǎn)率和改善結(jié)果質(zhì)量。設(shè)計(jì)工具(其中一些基于人工智能)可以極大地提高模擬、混合信號(hào)和RF電路的生產(chǎn)率,而這些電路目前主要是手工設(shè)計(jì)的。

  此外,下一代異構(gòu)架構(gòu)還需要仿真和虛擬原型技術(shù)來支持對(duì)硬件和軟件的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的復(fù)雜性進(jìn)行驗(yàn)證。

  (e)半導(dǎo)體和系統(tǒng)安全

  犯罪和國(guó)家支持的網(wǎng)絡(luò)攻擊對(duì)美國(guó)構(gòu)成了越來越大的威脅。為了實(shí)現(xiàn)安全系統(tǒng),必須考慮系統(tǒng)的各個(gè)方面,包括傳感器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、計(jì)算、內(nèi)存、存儲(chǔ)和通信,同時(shí)提供抵御側(cè)通道攻擊的魯棒性并確保供應(yīng)鏈的安全性。對(duì)于安全半導(dǎo)體芯片的設(shè)計(jì)存在巨大的機(jī)會(huì)。為了最大限度地提高效率,必須將安全性作為設(shè)計(jì)的一個(gè)組成部分,而不是在芯片設(shè)計(jì)完成后再添加。

  學(xué)術(shù)界、行業(yè)和政府利益相關(guān)方有機(jī)會(huì)將可信的系統(tǒng)實(shí)施方法標(biāo)準(zhǔn)化。具體的機(jī)會(huì)是將算法和軟件/系統(tǒng)設(shè)計(jì)師與芯片設(shè)計(jì)師聚集在一個(gè)卓越的中心,開發(fā)下一代安全系統(tǒng)。盡管開源安全方法對(duì)于創(chuàng)新和透明性來說是最好的,但它們?nèi)匀涣钚袠I(yè)不快。我們必須解決這種不情愿,使美國(guó)能夠繼續(xù)成為標(biāo)準(zhǔn)化安全方法的全球領(lǐng)導(dǎo)者。

  我們?cè)O(shè)想該領(lǐng)域的研究議程應(yīng)包括但不限于以下內(nèi)容:

  (1)針對(duì)完全安全的端到端硬件和軟件解決方案而設(shè)計(jì),這些解決方案能夠抵御針對(duì)操作、數(shù)據(jù)和通信的各種形式的攻擊;(2)芯片設(shè)計(jì)工具鏈中的安全性,其將使得端到端安全解決方案能夠通過設(shè)計(jì)來驗(yàn)證;(3)覆蓋芯片制造、封裝和系統(tǒng)集成的安全硬件供應(yīng)鏈;(4)后量子密碼的實(shí)現(xiàn);(5)為安全通信和交易實(shí)施低功率加密技術(shù);(6)用于處理加密數(shù)據(jù)的其它隱私保護(hù)硬件實(shí)現(xiàn)。

  (f)半導(dǎo)體與生命科學(xué)

  半導(dǎo)體對(duì)人類健康具有積極影響的應(yīng)用實(shí)例很多,從可穿戴式心臟監(jiān)護(hù)儀、葡萄糖傳感器、醫(yī)療機(jī)器人和超聲成像到起搏器和腦深部刺激器等植入式設(shè)備。COVID-19大流行表明,生命科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新可以以前所未有的速度發(fā)生,從生產(chǎn)快速檢測(cè)技術(shù)到突破性的基于mRNA的疫苗。半導(dǎo)體有潛力在疾病的早期檢測(cè)和預(yù)防、連續(xù)監(jiān)測(cè)和治療中發(fā)揮核心作用。美國(guó)是生命科學(xué)研發(fā)的全球領(lǐng)導(dǎo)者,其中一些計(jì)劃已經(jīng)利用微電子的潛力來推進(jìn)神經(jīng)科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)研究。我們相信,鑒于機(jī)器學(xué)習(xí)、異構(gòu)集成以及設(shè)備性能和尺寸改進(jìn)的巨大能力,這一進(jìn)程甚至可以進(jìn)一步加快。一些示例研究方向包括但不限于:以下內(nèi)容:(1)多模態(tài)神經(jīng)科學(xué)解決方案,其能夠?qū)崿F(xiàn)各種疾病的監(jiān)測(cè)、緩解或治愈;(2)可植入和可攝取的電子器件;(3)將半導(dǎo)體與生物學(xué)結(jié)合以用于特定的感測(cè)功能;(4)下一代可佩戴生物傳感器和執(zhí)行器。

  這些系統(tǒng)將需要集成不同的技術(shù),例如基于各種材料甚至生物細(xì)胞的傳感器、嵌入式機(jī)器學(xué)習(xí)和其他處理、存儲(chǔ)器、安全通信和執(zhí)行器,以及能夠在惡劣環(huán)境中很好地發(fā)揮作用的材料(例如,在人體內(nèi))。由于這些系統(tǒng)必須依靠微小的能源甚至是能量收集來工作,因此迫切需要開發(fā)超低功耗解決方案。

  材料實(shí)驗(yàn)是關(guān)鍵,但傳統(tǒng)的半導(dǎo)體晶圓廠并不適合引入生命科學(xué)所需的非標(biāo)準(zhǔn)或“臟材料”。還需要獲得先進(jìn)的包裝,能夠?yàn)閻毫迎h(huán)境引入新材料。NSTC COE可以提供對(duì)這些關(guān)鍵原型制作設(shè)施和打包解決方案。

  最后,訪問大型匿名數(shù)據(jù)集來訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型將加快這些領(lǐng)域的研究,并有助于解決生命科學(xué)新硬件解決方案緩慢的審批流程。NSTC COE應(yīng)與政府機(jī)構(gòu)、大學(xué)、醫(yī)療中心、醫(yī)療技術(shù)、半導(dǎo)體和保險(xiǎn)公司合作,以改善研究人員對(duì)大型數(shù)據(jù)集的訪問。

  建議九:NSTC應(yīng)確定一系列全國(guó)性的重大挑戰(zhàn),這些挑戰(zhàn)通過NSTC行業(yè)成員和NSTC資助的研究之間的合作來實(shí)現(xiàn)。這些重大挑戰(zhàn)應(yīng)涵蓋三個(gè)互補(bǔ)領(lǐng)域,這三個(gè)領(lǐng)域?qū)⑹芤嬗诖笠?guī)模的全國(guó)性合作:先進(jìn)的計(jì)算進(jìn)入zettascale時(shí)代;顯著降低設(shè)計(jì)復(fù)雜性;生命科學(xué)應(yīng)用中應(yīng)用的半導(dǎo)體。

  對(duì)于未來的大規(guī)模創(chuàng)新,需要在流程、設(shè)備、架構(gòu)、設(shè)計(jì)、應(yīng)用和系統(tǒng)級(jí)別進(jìn)行廣泛而深入的協(xié)作。NSTC非常適合推動(dòng)NSTC資助的研究團(tuán)隊(duì)、NSTC產(chǎn)業(yè)成員、初創(chuàng)企業(yè)和政府之間的大規(guī)模和全國(guó)性合作,以推動(dòng)能力的逐步提高。我們建議國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)將建議8中規(guī)定的一部分研究經(jīng)費(fèi)分配給幾個(gè)成為全國(guó)性重大挑戰(zhàn)的大型項(xiàng)目。這些重大挑戰(zhàn)將制定雄心勃勃的目標(biāo),目標(biāo)是在5至10年的時(shí)間范圍內(nèi)大幅提高業(yè)績(jī)和/或能力。我們建議這些重大挑戰(zhàn)涵蓋以下主題:

  (a)先進(jìn)計(jì)算進(jìn)入zettascale時(shí)代:美國(guó)應(yīng)該是第一個(gè)建造zettascale超級(jí)計(jì)算機(jī)的國(guó)家,目標(biāo)是比目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快1000倍,而每次運(yùn)行所需的能量?jī)H為目前系統(tǒng)的百分之一。這一令人難以置信的計(jì)算能力將使極其復(fù)雜的計(jì)算能夠以不同于今天所能完成的規(guī)模和效率來完成,而且將在預(yù)測(cè)氣候變化、了解和預(yù)測(cè)野火活動(dòng)、設(shè)計(jì)疫苗、個(gè)性化癌癥治療、了解人類大腦等領(lǐng)域掀起新一輪科學(xué)發(fā)現(xiàn)浪潮。此外,這種高效計(jì)算能力的大幅提升可能會(huì)帶來下一代體驗(yàn),如虛擬實(shí)境(metaverse)和互聯(lián)網(wǎng)上新形式的感官交互。實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)需要邏輯、存儲(chǔ)器、混合信號(hào)和封裝技術(shù)的革命性進(jìn)步,因此需要NSTC COE之間的跨學(xué)科研究。

  (b)降低設(shè)計(jì)復(fù)雜性:創(chuàng)建平臺(tái)、方法和工具,以降低設(shè)計(jì)復(fù)雜性,并使芯片制造所需的工時(shí)僅為現(xiàn)在的十分之一。由于技術(shù)縮放/集成以及對(duì)功率、性能、面積、可制造性、可靠性和安全性的日益苛刻的要求,半導(dǎo)體設(shè)計(jì)成本和復(fù)雜性已顯著增加。這些問題因勞動(dòng)力短缺而進(jìn)一步惡化。設(shè)計(jì)工具和方法的進(jìn)步既可以提高勞動(dòng)力的生產(chǎn)率,也可以降低初創(chuàng)企業(yè)的準(zhǔn)入門檻,從而鼓勵(lì)美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)擁有更大、更多樣化的參與者。

  (c)生命科學(xué)中的半導(dǎo)體:創(chuàng)建一個(gè)高能效、可擴(kuò)展且安全的平臺(tái)架構(gòu),用于監(jiān)控和治療健康、保健和疾病。該平臺(tái)應(yīng)該是無縫的和微創(chuàng)的,幫助患者和醫(yī)生感知、驅(qū)動(dòng)、監(jiān)測(cè)、緩解癥狀和治療各種情況。創(chuàng)建一個(gè)這樣的工具庫(kù)將帶來遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出今天的進(jìn)步。為了推動(dòng)最具影響力的應(yīng)用,需要在傳感、計(jì)算和通信方面進(jìn)行重大改進(jìn)。例如,今天的神經(jīng)探針可以記錄來自數(shù)千個(gè)位點(diǎn)的電信號(hào),并從數(shù)百到數(shù)千個(gè)神經(jīng)元收集數(shù)據(jù)。其目標(biāo)是將記錄信號(hào)的神經(jīng)元數(shù)量增加100到1000倍。同樣,我們需要從人體收集大量數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)保密,這就需要?jiǎng)?chuàng)建一套超低功耗的安全解決方案,其能耗僅為當(dāng)今解決方案的百分之一。

  美國(guó)政府協(xié)調(diào)和衡量標(biāo)準(zhǔn)

  聯(lián)邦政府對(duì)半導(dǎo)體的投資涉及商務(wù)部、能源部、國(guó)防部、NSF、衛(wèi)生與公眾服務(wù)部以及其他機(jī)構(gòu)。美國(guó)政府已經(jīng)并將致力于進(jìn)行重大投資,以振興美國(guó)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng),并采取各種舉措來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。有效協(xié)調(diào)這些舉措對(duì)于減少工作重復(fù)和最大限度地利用納稅人的錢并使其獲得回報(bào)至關(guān)重要。因此,美國(guó)應(yīng)該制定一個(gè)有凝聚力的國(guó)家戰(zhàn)略,加速向強(qiáng)大的、世界領(lǐng)先的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)邁進(jìn)。

  美國(guó)政府協(xié)調(diào)和衡量標(biāo)準(zhǔn)

  聯(lián)邦政府對(duì)半導(dǎo)體的投資涉及商務(wù)部、能源部、國(guó)防部、NSF、衛(wèi)生與公眾服務(wù)部以及其他機(jī)構(gòu)。美國(guó)政府已經(jīng)并將致力于進(jìn)行重大投資,以振興美國(guó)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng),并采取各種舉措來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。有效協(xié)調(diào)這些舉措對(duì)于減少工作重復(fù)和最大限度地利用納稅人的錢并使其獲得回報(bào)至關(guān)重要。因此,美國(guó)應(yīng)該制定一個(gè)有凝聚力的國(guó)家戰(zhàn)略,加速向強(qiáng)大的、世界領(lǐng)先的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)邁進(jìn)。建議十:為了提高聯(lián)邦半導(dǎo)體投資工作的透明度,衡量整個(gè)行業(yè)在聯(lián)邦層面的進(jìn)展,并最大限度地利用此類投資,我們建議如下:

 ?。╝)從2023年開始,網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)研究與開發(fā)(NITRD)計(jì)劃應(yīng)每年整理并公布所有聯(lián)邦機(jī)構(gòu)的半導(dǎo)體年度投資數(shù)據(jù)。

  (b)NSTC應(yīng)鼓勵(lì)所有進(jìn)行半導(dǎo)體研發(fā)投資的機(jī)構(gòu)充分利用NSTC的設(shè)施和能力。我們建議NSTC與其他機(jī)構(gòu)和公私合作伙伴擴(kuò)大和共同資助項(xiàng)目,其中研究議程是協(xié)同的,包括,例如,DARPA的電子復(fù)興計(jì)劃,由NSF計(jì)算機(jī)和信息科學(xué)與工程理事會(huì)贊助的半導(dǎo)體未來研究,以及由半導(dǎo)體研究所促成的廣泛的多部門合作。

 ?。╟)商務(wù)部長(zhǎng)應(yīng)制定并定期評(píng)估績(jī)效措施,以評(píng)估《芯片和科學(xué)法案》倡議的進(jìn)展、有效性、成果和影響,并每年向總統(tǒng)報(bào)告。

  NSTC的潛在指標(biāo)可能包括但不限于:

  NSTC COE的績(jī)效和時(shí)間表以及項(xiàng)目里程碑的年度審查,以及實(shí)現(xiàn)重大挑戰(zhàn)目標(biāo)的進(jìn)展情況

  每年來自非聯(lián)邦成員的收入(包括實(shí)物捐助)

  提交和授予的專利和版權(quán)數(shù)量

  使用NSTC設(shè)施進(jìn)行原型開發(fā)的組織(初創(chuàng)企業(yè)、大學(xué)、行業(yè))數(shù)量

  由NSTC直接或?qū)嵨锞柚Y助的半導(dǎo)體初創(chuàng)公司數(shù)量

  大學(xué)聘用人數(shù):

  獲得資助的學(xué)生人數(shù)

  發(fā)表的關(guān)于NSTC研究的論文數(shù)量

  獲得勞動(dòng)力發(fā)展基金資助的學(xué)生人數(shù)

  對(duì)美國(guó)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,衡量標(biāo)準(zhǔn)為:

  技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)地位

  美國(guó)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的穩(wěn)健性

  支持和創(chuàng)造的直接和間接就業(yè)機(jī)會(huì)

  通過半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)國(guó)家安全

  這份衡量標(biāo)準(zhǔn)列表并不全面。然而,在建立NSTC的早期就按投資階段定義成功的度量標(biāo)準(zhǔn)是非常重要的,以確保明確和普遍理解的目標(biāo)。

  結(jié)語

  我們正處于美國(guó)半導(dǎo)體創(chuàng)新和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的決定性時(shí)刻。兩黨共同通過的《芯片和科學(xué)法案》提供了一個(gè)千載難逢的機(jī)會(huì)。這是我們?cè)谶@一對(duì)現(xiàn)代生活幾乎每個(gè)方面都至關(guān)重要的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域重新確立全球領(lǐng)導(dǎo)地位的新一代機(jī)會(huì)。這10項(xiàng)建議的實(shí)施將為振興美國(guó)半導(dǎo)體研發(fā)生態(tài)系統(tǒng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),顯著加快創(chuàng)新速度,增強(qiáng)我們?cè)谶@一關(guān)鍵領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力,為下一代奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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