美國組專家團隊，意在找回半導體產業主導優勢

2020-11-23

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美國科技業創新成為主導全球網絡產業的最龐大勢力，也推翻許多傳統產業，特別是中介服務業，使得全球政府與企業都在思考創新，政治人物也以支持創新做為政策訴求，但是張忠謀日前呼籲勿忘舊產業，認為舊產業才是創造經濟成長，解決分配問題的方法，現在美國也要想辦法拯救所謂的舊產業，除了維持技術優勢，考慮的也是確保創造龐大就業機會的製造業能夠緩解分配不均的問題。

美國半導體產業雇用25 萬民勞工，是美國製造業出口的第三大來源，英特爾也仍然是世界上最大的晶片製造商，但隨著海外競爭加劇，美國優勢逐漸下滑，美國政府希望能與民間一同集思廣益，確保未來幾年美國在半導體市場的主導性。

MIT 分析認為，美國晶片製造優勢下滑可從兩方面來看，第一是英特爾與AMD 在行動晶片上輸給擅長低功率處理器的企業，如英國公司ARM，其次，即使蘋果等美國公司晶片設計是由國內主導，但硬體製造仍然在海外。

中國政府投入1 千億美元補貼半導體市場，同時半導體的摩爾定律放緩讓產業感到頭痛，都是美國半導體產業面臨的外部威脅。

現在美國英特爾、高通、微軟的退休人士希望能解決上述問題，美國白宮科學與科技政策辦公室主任表示，「美國政府現在組成一個專家團體，將找出國內外半導體產業的核心問題，並確認維持美國在半導體產業發揮主導優勢的主要機會。

」

意思就是找到新的發展策略，從激進的新幾何和光學計算方法，到越來越專業的晶片，接著就是加重投資力度，有些是私人資金，如三星投資10 億美元在奧斯汀、德州的半導體工廠，但也有大量資金將來自政府。

報導指出，現在要談將iPhone 的生產鏈全部移回美國是天方夜譚，但至少未來會有愈來愈多的內部晶片，可望能回到美國本土生產。

為衝刺半導體產業，南韓政府也籌組「半導體希望基金」，南韓三星電子、SK 海力士也同意參與，政府投資金額為2 千億韓圜，業界認為投資力度將著重技術研發。

以產值來看，美國半導體年產值世界第一占46%，台灣占19% 排第二，南韓占14% 排名第三。

全球前五大半導體廠為英特爾、三星、台積電、安華高／博通、高通。

美國官方對自身半導體製造的評價

2016年6月底，美國國會研究服務局(CRS)發布報告《美國半導體製造：行業趨勢、國際競爭與聯邦政策》，闡述了美國半導體製造業的發展現狀、全球競爭態勢，以及政府在該行業所起的作用。

美國半導體製造業的重要地位

2013年美國國內約有820家公司涉足半導體或相關的設備製造行業，其對美國經濟的價值貢獻到2014年已達到272億美元，約占美國製造業總產值的1%。

2015年，總部位於美國的半導體公司的海外市場銷售額為418億美元(占總銷售額的83%)，半導體產業已經成為美國高科技出口產業的代表。

在智慧財產權方面，美國高通、英特爾和博通等主要半導體製造商是專利大戶。

根據美國勞工統計局數據，2015年半導體及相關設備製造業的員工數量為18.07萬人(較2001年下降了38%)，該行業員工數量占製造業總員工數量的1.5%，平均工資約為13.81萬美元，是美國製造業員工平均工資的兩倍以上。

2.全球競爭格局

到2015年年底，全球共有94家先進的晶圓製造廠商，其中17家在美國，71家在亞洲(其中中國有9家)，6家在歐洲。

日本在上世紀80年代處於領先地位，但自90年代開始其全球半導體市場份額顯著下降，至2015年僅有3家日本晶片製造商位列全球排名前20——東芝、瑞薩電子和索尼。

而與此同時，東亞其他國家已成為動態隨機存取存儲器市場的主要公司。

韓國三星電子和海士力目前是世界第二和第三大半導體公司。

美國多方合作確保在半導體引領地位

與韓國、日本不同，美國政府一般不會直接干預產業發展，但會利用各種方式為產業創造發展條件。

其中，政府、行業、大學的合作對美國半導體行業保持技術領先地位功不可沒。

如在1997年，美國國防部以及美國半導體及供應商企業便通過焦點中心研究計劃（Focus Center Research Program ，FCRP）資助大學研究。

FCRP計劃由美國國防部高級研究計劃局（DARPA）和半導體研究聯盟（Semiconductor Research Corporation，SRC）管理，卡內基梅隆大學、麻省理工學院（MIT）、普林斯頓大學、加州大學伯克利分校等知名大學都是其合作夥伴，而行業夥伴則包括了應用材料、飛思卡爾（後來被NXP收購）、格羅方德、國際商用機器、英特爾、美光科技、德州儀器等業內領先企業。

2013年1月，DARPA和SRC宣布將實行「半導體先進技術研髮網絡」（Semiconductor Technology Advanced Research network，STARnet）作為FCRP計劃的延續，該計劃旨在促進半導體技術，以支持美國半導體行業的持續增長和領導地位。

未來5年，DARPA將通過該計劃投入總計1.94億美元創建6個跨校研究中心，包括：密西根大學領導的未來架構研究中心（C-FAR）；美國明尼蘇達大學領導的自旋電子材料、接口和新穎架構中心（C-SPIN）；美國加州洛杉磯大學領導的功能性加速納米材料工程中心（FAME）；聖母諾特丹大學領導的低能源系統技術中心（LEAST）；伊利諾伊大學領導的納米級信息結構系統中心（SONIC）；加州大學伯克利分校領導的TerraSwarm研究中心。

每個研究中心的具體任務包括：C-FAR中心研究未來可擴展計算機系統架構，最大限度地利用新興電路架構，通過一個高度協作化研究過程打造全新商業/國防應用領域；C-SPIN中心將探索和創建基本構建塊，實現革命性的自旋基多功能可擴展內存設備和計算架構；FAME中心創建和研究新型非常規原子級工程材料和結構，用於多功能氧化物、金屬和半導體，加快模擬、邏輯和存儲設備的創新； LEAST中心探索集成電路方面的新材料和新設備物理學研究，專注於發現超低電壓和超陡電晶體的最佳材料系統；SONIC中心研發超越CMOS的納米級結構應用程式、架構和電路，使魯棒性和能源效率達到了前所未有的水平； TerraSwarm中心探索通過一個開放通用的系統架構在大規模分布式異構群平台安全部署一個多重先進分布式感應控制驅動程序。

該項目每年將獲得4000萬美元的專用資助，每個研究中心獲得約600萬美元，目前，這6個研究中心匯集了全美39所大學的145名教授和約400名研究生，並幫助培養下一代電氣工程、計算機科學、物理科學方面的博士生。

美國其他部分政府與企業、大學合作的例子還包括：美國標準與技術研究所（NIST）2012年10月宣布將在未來5年內為納米電子學研究創新（Nanoelectronics Research Initiative，NRI）計劃每年提供260萬美元研究資金；DARPA分別在2012年6月和2013年2月發布關於「晶片內/晶片間增強冷卻」(ICECool)項目的第一、第二階段的相關信息以促進晶片冷卻技術發展，並在2013年4月為喬治亞理工學院提供價值290萬美元合同以支持其三維晶片製冷技術的研發等。

而在2015年，國會完善了研發稅收抵免制度。

同年7月，美國頒布行政命令設立「國家戰略計算計劃」，其中一個關鍵目標就是在未來15年里，在目前半導體技術受到限制的情況下，開創一條通往未來高性能計算系統的可行道路。

美國聯邦政府其他的支持工作還包括：半導體技術先進研究網絡，安全與可靠的網絡空間計劃中的「安全、可信、保障和彈性的半導體系統」項目，2020及未來納米電子器件發展計劃，以及節能計算：從設備到架構計劃。

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