美国总统科技顾问委员会:《振兴美国半导体生态系统报告》
2022年9月27日,美国总统科技顾问委员会(PCAST)发布《振兴美国半导体生态系统报告》。报告指出,半导体是当今信息时代的基础,对美国经济和国家安全至关重要,并为数据中心、通信、汽车、航空航天和国防、个人计算设备、工业、娱乐、医疗保健和许多其他市场提供“情报”。目前,美国是全球半导体的领先者,但这种领先地位正受到全球竞争对手前所未有的挑战。例如,美国制造的半导体在全球的份额从1990年的37%降至现在的12%。同时,亚洲国家,特别是中国,一直在大力投资半导体制造和研发(R&D)发展他们的本土能力并加强他们在全球市场的影响力。报告称,美国应保持在半导体行业的全球领先地位,而且该领域的大部分附加值必须发生在美国。
报告表示,美国两党通过的《芯片与科学法案》提供大量资金支持国内半导体产业发展以强化美国半导体生态系统。其中为商务部提供110亿美元资金用于在5年内对半导体研发的投资,其中包括国家半导体技术中心(NSTC)和国家先进封装制造计划(NAPMP),以及390亿美元用于为国内半导体制造提供财政援助。这是对半导体研发的历史性和重大投资,对美国强化半导体生态系统是决定性的。为此,NSTC和NAPMP必须激发公共和私营部门之间的广泛合作,在美国发展和培养半导体人才,并推动雄心勃勃的研究和创新议程。
但法案对研发计划——是对强大而健康的美国半导体生态系统同样重要——却未给予太多关注。为此,报告就如何最大限度地利用《芯片与科学法案》中的半导体资金以打造强大的半导体产业,并为美国半导体生态系统的长期健康和竞争力实现最大利益提出建议,共计10条建议,具体如下:
1.商务部应在2023年底前将美国国家半导体技术中心(NSTC)建立为公私合营的独立法人实体。商务部长应选择董事会,董事会应同时监督NSTC和NAPMP,以确保协同作用和投资的一致性。董事会成员应包括来自政府、行业和学术界的广泛代表。
2.商务部应确保NSTC创始章程包括在地理分布模型中建立原型能力,该模型包含多达6个卓越联盟(COE),这些联盟围绕主要技术重点包括:先进逻辑;高级记忆;模拟和混合信号;生命科学应用;设计和方法;封装。
3.商务部应与美国国家科学基金会(NSF)协调,支持在2023年底前建立国家微电子教育和培训网络,并在未来5年内拨款约10亿美元升级教育实验室设施,支持课程开发,并促进该领域教师的聘用。
4.商务部长应确保NSTC资助的研究(具体见第8条建议)每年能为整个教育领域提供大约2500个奖学金和研究助学金。
5.国土安全部应依靠现有法律和监管机构,为新提交的基于就业的第二优先高学历移民申请提供优先处理,这些移民申请以从事微电子的工作来寻求国家利益豁免。
6.商务部长应确保到2023年底,NSTC设立一个规模为5亿美元的投资基金,为半导体初创公司提供资金支持和实物原型制作和工具。
7.商务部应确保NSTC在2025年底之前创建或资助创建具有完整软件堆栈的“小芯片”平台,以便初创企业和学术机构能够将其定制小芯片与NSTC支持的小芯片平台集成,以大幅减少投资和时间来展示新的创新。
8.商务部应确保NSTC创始章程将年度资金的很大一部分(大约30%至50%)用于直接资助国家研究议程。该研究议程应具有广泛的性质,并涉及以下领域:材料、工艺和制造技术;封装和互连技术;节能计算和特定领域加速器;设计自动化工具和方法;半导体和系统安全;半导体和生命科学。
9.NSTC应可通过其行业成员和资助的研究机构之间的合作来应对一系列重大挑战,这些重大挑战将跨越三个互补的领域,并受益于大规模的全国性合作:进入泽塔级(zettascale)时代的先进计算;显著降低设计复杂性;在生命科学应用中激增的半导体。
10.为提高联邦半导体投资的可预见性,衡量整个行业在联邦层面的进展,并最大限度地利用此类投资,我们建议如下:(1)从2023年开始,网络和信息技术研究与开发计划(NITRD)应每年整理并公布所有联邦机构的半导体年度投资数据;(2)NSTC应鼓励所有有半导体研发投资机构利用NSTC的设施和功能。(3)商务部应制定并定期评估绩效指标,以评估《芯片与科学法案》倡议的进展、有效性、结果和影响,并每年向总统报告。