日前，美國發布了芯片補貼的申請流程。與此同時，他們還發布了一個白皮書，思披露了他們在製造方面的願景，我們摘譯如下。

半導體是美國經濟和國家安全不可或缺的一部分，為我們的消費電子产品、汽車、數據中心、關鍵基礎設施和幾乎所有軍事系統供應動力。

然而，盡管美國在半導體策劃和研制 (R&D) 方面仍然處於全球領先地位，但它在製造方面已經落後，目前僅占全球商業生产的 10% 左右。

今天，最先進的邏輯和存儲芯片——為個人電腦、智能通話和超級計算機供應動力的芯片——都不是在美國進行商業規模生产的。

此外，半導體供應鏈的許多要素在地理位置上都比較集中，這使它們容易受到破壞並危及全球經濟和美國國家安全。

此外，由於對製造技藝和相關研制的持續投資提高了技藝知識並促進了創新的良性循環，美國的生产能力不足也危及其技藝領先地位和長期的全球領先能力。

在此背景下，美國商務部CHIPS項目辦公室發布了首個融資機會，尋求尖端技藝前後端、當前一代和成熟節點的半導體製造商業設施的建設、擴建或現代化項目申請，並發布了對這些項目的願景，當中涵盖了前沿邏輯、先進封裝、前沿內存和成熟節點四個方面。

CHIPS計劃辦公室表示，部門只負責管理的資金只占達成這一成功願景所需投資的一小部分。同時，權衡是必要的，並非每個申請者都會獲得資金，許多項目不會獲得申請者要求的那麼多幫助。

此外，盡管 CHIPS 計劃辦公室是在工業周期性低迷時期推出其首個融資機會，但 CHIPS 資金不會被用作幫助産業忍受暫時低迷的拐杖。相反，CHIPS 計劃辦公室將專註於推進美國經濟和國家安全目標。

CHIPS 計劃辦公室對其面臨的挑戰的規模一清二楚。美國要重建一個幾十年來一直沒落的高度復雜的製造業絕非易事。

成功需要長期的雄心壯誌：建立國內半導體生態系統，振興美國製造業，培養下一代科學家、工程師和技藝人員。

為應對這一挑戰，CHIPS 項目辦公室確定了九個交叉主題，以指導其實施工作，當中包括：

1. 促進民間投資;

2. 鼓勵顧客需求;

3. 與美國夥伴和盟友接觸;

4. 建設一支技能娴熟且多元化的員工隊伍;

5. 縮短構建時間;

6. 通過創新降低成本;

7. 促進 CHIPS 資助設施的運營安全、供應鏈安全和網絡安全;

8. 促進區域經濟擴展和包容性經濟增長;

9. 加強護欄;

這些主題的成功將有助於確保 CHIPS 資助促進美國在芯片製造範圍的領導地位，增強半導體供應鏈的穩定性，並促進美國經濟和國家安全。

前沿邏輯

美國的經濟和國家安全取決於我們策劃和生产尖端邏輯芯片的能力。這些先進的芯片為我們的計算機、智能通話、效勞器和超級計算機供應動力。

它們越來越成為美國關鍵基礎設施和軍事現代化努力的基礎。它們對從人工智能到生物技藝再到清潔能源的未來技藝至關重要。

今天，所有領先邏輯芯片的商業生产都發生在東亞，但這是最近的擴展。

東亞芯片製造商在工藝技藝(允許工程師將另外晶體管和其他電子元件安裝到單個芯片上的製造方法)和規模方面都超過了美國，吸引了幫助他們持續擴張和創新的廣泛顧客群。

這在一定程度上是由於東亞公司開創的“純代工”商業模式導致的。與策劃和製造自己的芯片的集成設備製造商不同，純晶圓代工廠在合同的基礎上製造來自各種顧客的芯片策劃。

因此，許多美國公司已經成為“無晶圓廠”，在半導體策劃範圍處於世界領先地位，同時將製造外包給東亞代工廠。

美國在芯片策劃方面的能力是一項關鍵的商業和戰略資产，但美國製造業的衰退——以及隨後的地理集中——造成了供應鏈的脆弱性。

它還削弱了美國的技藝領先地位：沒有晶圓廠，就很難建立有助於刺激工藝技藝創新和芯片策劃相關進步的國內製造技藝。

CHIPS 計劃辦公室的一個核心優先事項是幫助美國在可持續的基礎上再次以具有競爭力的規模生产最先進的芯片，無論是通過純晶圓代工模式還是允許公司大規模製造芯片的替代模式。據此 , CHIPS 計劃辦公室設定了以下目標：

到本世紀末，美國將至少持有兩個新的大型前沿邏輯工廠集群。

為此，CHIPS 計劃辦公室將集群定義為一個地理上緊湊的區域，其中有多個由一家或多家公司持有和運營的商業規模晶圓廠;龐大、多樣化和熟練的勞動力;鄰近的半導體工業供應商、研制設施、公共效勞 以及專門的基礎設施，例如化學加工和水處理設施。

鑒於美國持續保持邏輯芯片生产能力的重要性以及先進邏輯芯片生产競爭格局的快速變化，依賴單一集群存在嚴重風險。

因此，CHIPS 計劃辦公室希望將其領先的邏輯投資集中在至少兩個公司在美國製造高度先進芯片的集群上。

每個前沿集群都將持有規模、基礎設施和其他競爭優勢，以確保芯片製造商將在美國的持續擴張視為具有經濟吸引力和商業模式的核心，即使未來沒有來自 CHIPS 計劃辦公室的資助。

CHIPS 計劃辦公室將根據申請人對美國正在進行的私人投資做出可信商業承諾的程度來評估申請。

CHIPS 計劃辦公室還將致力於確保每個美國集群都有足夠的規模來降低未來产能擴張的成本，並強烈鼓勵申請人探索其他長期降低成本的創新方法。

此外，CHIPS計劃辦公室將鼓勵無晶圓廠公司和原始設備製造商通過增加對國产芯片的需求來優先考慮供應鏈安全。

美國的工人將開發和擴展作為未來幾代邏輯芯片基礎的工藝技藝。

申請人將被要求提交他們在美國半導體工業的持續再投資戰略，CHIPS 計劃辦公室將優先考慮那些有信心承諾在美國投資研制的申請人，例如通過建設國內研制晶圓廠或其他國內研制設施。

在美國境內進行研制將促進新的前沿工藝技藝向大批量生产的轉移，並表明芯片製造商有意在美國長期投資。

每個 CHIPS法案資助的晶圓廠都將得到一個由致力於在美國運營和創新的可靠供應商組成的生態系統的幫助。

CHIPS 計劃辦公室鼓勵申請人采取措施吸引相關供應商，例如通過確定主要供應商落戶同一地區的計劃、確定可以使申請人以及材料或製造設備受益的基礎設施供應商，或將這些供應商納入申請人的勞動力擴展或研制承諾。

CHIPS 計劃辦公室還將在 2023 年春末為材料和製造設備設施發布單獨的資助機會。

美國國防部和國家安全部門將能夠在美國的商業生产環境中獲得安全的前沿邏輯芯片製造。美國軍方目前無法從本土設施采購尖端芯片，導致關鍵軍事系統容易受到供應中斷的影響。因此，在美國生产安全芯片是一項戰略重點。

先進封裝

組裝、測試和封裝 (ATP) 是半導體生产的最後步驟。這些步驟通常在專門的設施中執行，並且歷來是勞動密集型的。

如今，大多數封裝能力位於東亞和東南亞，那裏的 ATP 設施可以位於執行電子組裝的公司附近。

美國目前僅有有限的 ATP 容量，這種短缺代表了一個戰略漏洞，因為在不投資封裝的情況下增強前端製造能力將限製供應鏈的彈性。

該工業將封裝分為兩類：傳統封裝和先進封裝。盡管出於國家安全目的，美國必須將一些常規封裝在岸，但通常很難在美國建立具有經濟競爭力的常規封裝設施。

對於傳統封裝，CHIPS 計劃辦公室將與其他部門和機構協調，幫助與盟國和合作夥伴的持續工作，包括美洲國家和參與印度洋-太平洋經濟繁榮框架的國家和地區，以確保全球的充分性能力和保證供應。

與此同時，CHIPS 計劃辦公室將投資於幫助美國在先進封裝範圍處於領先地位的項目——封裝技藝的一個子集，使用新技藝和材料來提高集成電路的性能、功率、模塊化和/或耐用性。

芯片製造商越來越多地將先進封裝的進步視為保持邏輯和存儲芯片生产領先優勢的關鍵。

事實上，先進封裝有望在人工智能、雲計算和醫療應用、電源模塊以及許多其他下一代技藝的芯片開發中發揮重要作用。

因此，CHIPS 計劃辦公室為先進封裝設定了以下目標：

到本世紀末，美國將持有多個大批量先進封裝設施。 鑒於先進封裝對前沿邏輯和存儲器製造的重要性，CHIPS 計劃辦公室鼓勵申請者在晶圓製造之外投資先進封裝。

CHIPS 計劃辦公室恭迎來自外包組裝和測試公司的申請，以及來自集成設備製造商和具有內部先進封裝能力的代工廠的申請。

美國將成為邏輯和存儲芯片商業規模先進封裝的全球技藝領導者。

CHIPS研制辦公室成立了國家先進封裝製造計劃，該計劃將利用其部分資金在未來十年內推動先進封裝的快速擴展，加速人工智能、雲計算和下一代等戰略产業的進步。

CHIPS 計劃辦公室旨在通過確保嶄新的先進封裝技藝在美國達成商業規模來鞏固這一進展。

由 CHIPS 資助的晶圓廠生产的半導體將有多種封裝效勞選擇，包括來自美國的設施和位於相關國家以外不同地點的其他設施。

此外，美國及其盟友和夥伴將大大減少了傳統封裝對受關註國家的依賴。

與州政府一起，商務部將與美國的盟友和合作夥伴合作，幫助他們吸引對傳統包裝設施的投資。

對於為前端製造設施尋求資金的申請人，CHIPS 計劃辦公室將考慮製造過程中任何上遊和下遊步驟的位置對國家安全的風險。

前沿內存

存儲芯片是從超級計算機到智能通話等所有計算系統的重要組成部分，占全球半導體市場的很大一部分。雖然美國曾經是內存生产的領導者，但成本競爭和市場整合導致大多數美國公司在1980年代和1990年代退出內存業務。

大多數製造——即使是美國公司經營的晶圓廠——現在都在東亞進行。

因此，對美國領先內存生产的投資將提升美國的技藝領先地位和地理優勢多元化全球供應。

與邏輯芯片不同，內存产品是標準化的並且通常可以互操作：一家公司的內存芯片通常可以替代另一家公司的內存芯片。這些特性通常會增加內存市場的彈性，因為內存顧客願意為主流市場支付費用價錢通常可以從市場上的任何內存生产商處采購他們的产品。

因此，與邏輯芯片製造商相比，內存芯片製造商必須主要在價錢上展開競爭，並以較低的利潤率運營。因此，美國內存生产商需要達到足夠的規模才能從東亞較大集群所享有的規模經濟中受益。

CHIPS 計劃辦公室為存儲芯片設定了以下目標：

到本世紀末，美國的晶圓廠將以經濟上有競爭力的條件生产大批量領先的動態隨機存取存儲器 (DRAM) 芯片。 CHIPS 計劃辦公室恭迎內存公司申請在美國建立先進的內存容量，尤其是那些確定降低美國生产成本的創新方法的申請。

資金申請者應證明其美國存儲設施在 CHIPS 激勵計劃結束後通過持續升級在經濟上具有競爭力並得以維持，CHIPS 計劃辦公室鼓勵申請者探索長期降低成本的創新方法。

對超級計算和其他應用至關重要的下一代內存技藝的研制將在美國進行。

DRAM 將成為超級計算和其他先進技藝的關鍵。

此外，隨着先進封裝技藝的創新，內存和邏輯技藝將協同工作以達成高級計算，最終邏輯和內存性能將更深入地集成在單個或共同封裝的芯片上。

當前一代和成熟節點半導體

當前一代和成熟節點芯片的彈性供應對美國經濟和國家安全至關重要。這些芯片廣泛應用於現代技藝，包括汽車、航空航天和國防系統、醫療設備和關鍵基礎設施。

但在過去幾年中，COVID-19 大流行和相關的經濟影響暴露了這些供應鏈潛在的脆弱性。

2020 年至 2021 年間，與計算、通信以及消費品和工業品相關的半導體需求猛增。當該工業努力增加供應時，由此产生的短缺加劇了持續的供需失衡，並導致包括汽車和醫療設備在內的一系列商品生产延遲。

雖然 COVID-19 是前所未有的，但它揭示了半導體供應鏈管理的結構性問題，除非積極解決，否則這些問題將持續存在。

芯片製造商的上遊和下遊公司通常對其供應鏈的了解有限，通常只了解其直接顧客和供應商。

采購通常涉及使用第三方分銷商和短期采購合同。這些特征使公司難以評估供應鏈風險並在出現短缺時進行診斷和解決。

此外，當前一代和成熟節點生产在地理上非常集中，東亞占全球遺留空間容量的大部分，中國政府積極補貼對成熟節點生产的額外投資。

由不同供應商製造或按不同規格製造的芯片的互操作性有限，進一步加劇了這些挑戰。

如果一家芯片製造商出現意外短缺，其他芯片製造商就會努力填補空白。這些問題對於國防工業基地中使用的成熟製程芯片的長尾尤為明顯。

考慮到這些挑戰，CHIPS 計劃辦公室將根據以下目標投資於當前一代和成熟的生产：

到本世紀末，美國將增加對美國經濟和國家安全最重要的當前一代和成熟節點芯片的产量。

例如，這包括用於汽車、航空航天和國防、醫療設備或其他美國關鍵基礎設施部門的某些半導體。

CHIPS 計劃辦公室認為，在當前一代和成熟節點的範圍內開發新容量可以促進美國經濟和國家安全，並且將要求在特定節點尋求項目資金的申請人說明他們提出的方法將如何推進這個目標。

此外，CHIPS 計劃辦公室鼓勵申請人探索長期降低成本的創新方法。

它還計劃與包括無晶圓廠公司和原始設備製造商在內的半導體顧客接洽，以增加對美國原产芯片的需求並提高其自身供應的彈性。

美國將增加化合物半導體和其他特種芯片的产量並保持技藝領先地位。半導體製造的創新並不局限於縮小邏輯和存儲芯片上的特征尺寸。

例如，由碳化矽或氮化镓等復合材料製成的半導體將越來越成為國防應用、電動汽車和下一代通信基礎設施的核心。

全耗盡絕緣體上矽等專業工藝技藝對於國防應用也至關重要，專業芯片將成為量子信息系統等新興技藝的關鍵投入。

CHIPS 計劃辦公室並不尋求取代已經投資於這些技藝的私人資本，而是鼓勵在適當的情況下申請 CHIPS 資金。

美國將與盟友和合作夥伴協調，以確保彈性生产和獲取當前一代和成熟節點芯片。

美國不尋求在芯片製造方面達成自給自足，並期望美國的盟友和合作夥伴也將增加芯片生产，以降低當前一代和成熟節點芯片的全球集中度。

國際協調將有助於減輕生产過剩的風險，並填補盟國和合作夥伴生態系統中已知的空白。

芯片製造商將能夠更靈活地應對供需沖擊。如果某家芯片製造商無法滿足顧客需求，則其他芯片製造商應及時填補缺口，避免拖延數月或數年。

在評估當前一代和成熟節點設施的提案時，CHIPS 計劃辦公室將考慮在中斷時期可以在多大程度上輕松轉換擬議的製造工藝以生产不同類型的半導體。

在CHIPS 計劃辦公室看來，他們正在着手對美國工業進行千載難逢的投資。

本文件提出了成功投資前沿、當前一代和成熟節點半導體的前端和後端製造的願景。

它將指導商務部如何實施，着眼於推進美國經濟和國家安全，增強全球供應鏈的彈性，並鞏固美國在策劃和構建將定義我們未來的技藝方面的領導地位。