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在全球半導體產業(yè)中，許多國家都致力于實現(xiàn)價值最大化。但是志同道合的國家也可以通過發(fā)展技術和生態(tài)系統(tǒng)，知識產權和貿易自由化方面的合作來共同維持其領先地位。在本文，我們建議志同道合的國家在半導體技術開發(fā)，技術保護，生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展和貿易自由化這四個領域進行合作，以保證公司在半導體方面的領先地位。

一、協(xié)調技術發(fā)展

如前所述，半導體領域成功創(chuàng)新所需的費用和規(guī)模使任何一個國家（更不用說任何一家企業(yè)）都很難孤軍奮戰(zhàn)。志同道合的國家和企業(yè)可以通過多種方式進行合作，從而共同提高各自半導體行業(yè)的競爭力。

（1）建立支持半導體制造的美國制造研究院，包括研發(fā)，制造和ATP

美國的“美國制造”網(wǎng)絡構成了一種公私合作伙伴關系，這種關系由14家開發(fā)先進制造產品和工藝技術的制造創(chuàng)新研究所組成。第二家研究所PowerAmerica致力于加速普及由碳化硅和氮化鎵制成的寬帶先進半導體組件。

2018年，美國制造協(xié)會動用了1.83億美元的聯(lián)邦資金，吸引了3.04億美元的私營部門和州政府投資。《芯片采購和投資法案》要求建立先進的國家封裝制造研究所，以“建立美國在微電子封裝前沿領域的領導地位以及支持建立國內微電子封裝生態(tài)”。

可以肯定的是，半導體制造工藝的某些問題應由美國制造研究所來解決，這些問題包括半導體設計，先進半導體制造工藝，半導體工具或先進的微電子封裝。

ITIF呼吁，國會應準許商務部部長采用“會員模式”，該模式將美國制造研究所指定為美國制造組織的成員。這些組織與現(xiàn)有機構基本相似，其職能是快速擴展美國制造業(yè)網(wǎng)絡，包括建立致力于半導體的其他研究所。

“美國制造業(yè)振興計劃”提供了一種行之有效的模式，該模式對于美國建立更強大的具有全球性競爭力的半導體行業(yè)至關重要。這種模式被證明是與國際公司合作進行先進技術創(chuàng)新的有效手段。

例如，PowerAmerica的成員包括ABB，BAE Systems，Infineon和Toshiba，而專注于數(shù)字制造的MxD則成為包括勞斯萊斯和西門子在內的國際公司的成員。正如美國政府問責署所闡述，“在某些研究所協(xié)議一致規(guī)定，如果贊助機構批準此類成員并滿足某些條件（例如在美國擁有大量制造基地），則允許外國成員進入美國?！?/p>

但是，如果美國希望建立更多以半導體為重點的美國制造學會，鑒于半導體行業(yè)的全球性，關鍵是不僅要允許外國半導體企業(yè)（包括制造業(yè)和無晶圓廠的企業(yè)）加入，還應鼓勵它們的加入。只要這些公司在美國進行制造，生產或研發(fā)過程，它們就可以為實現(xiàn)美國半導體行業(yè)的增長這一總體目標做出貢獻。

同時，這種伙伴關系應以互惠為基礎來作為考驗：外國應允許美國半導體企業(yè)以同等條件參加其類似計劃。同樣類似的外國競爭前研究機構表明，允許總部位于美國的公司以互惠條件參與。

（2）擴大半導體行業(yè)的公私伙伴關系中的國際合作

合作性的競爭前研究以及協(xié)調產業(yè)技術路線圖的開發(fā)往往預示著半導體的創(chuàng)新，特別是考慮到成功創(chuàng)新該行業(yè)所需的費用和規(guī)模。一個原型案例是SEMATECH，這是由14家美國公司組成的財團，這些公司于1988年被召集并進行競爭前（盡管已經(jīng)得到應用）的研發(fā)，以開發(fā)通用半導體的制造技術，其既定目標是在制造0.35微米器件方面取得世界領先地位。美國國防部（DOD）通過DARPA在5年內為SEMATECH提供了5億美元的資助，工業(yè)界以及一些州和大學也進行了額外的資助。

SEMATECH的研發(fā)工作集中在光刻工藝（包括步進機，光刻膠，掩模制造和計量學），多層金屬（蝕刻，平坦化和沉積）以及諸如制造系統(tǒng)和工藝集成之類的工藝技術上。SEMATECH在半導體設計和制造工藝領域取得了技術突破，但同時又使行業(yè)和基礎設施幾乎崩潰，這使得美國半導體制造商能夠與日本競爭對手保持同等技術水平，并在隨后的幾十年中保持其競爭力。

1996年，SEMATECH董事會投票決定從美國政府中取消對等資金，該組織把重點從美國半導體產業(yè)轉移到更大的國際半導體產業(yè)。也許部分是由于半導體行業(yè)隨后的整合，SEMATECH在2015年與SUNY理工學院合并，因此合并之后的組織不僅僅關注半導體領域，還諸如綠色能源，電力電子元件和生物工藝等行業(yè)的研究監(jiān)管，開發(fā)和商業(yè)化。

半導體能否成功創(chuàng)新取決于科學家、研究人員和工程師，這些人在公司、大學、政府機構，研究機構和研究聯(lián)盟（國有或私有）之間開展國際合作。

隨著SEMATECH的發(fā)展，如今的半導體研究公司（SRC）已經(jīng)成為了一個技術研究財團，其宗旨是“聚集最優(yōu)秀的大學研究人員并將他們培養(yǎng)成科學，工程和技術領域的精英，” SRC代表了一個與志同道合的國家進行交流的有效平臺，這些國家試圖共同推進半導體技術的發(fā)展，因為它已經(jīng)與許多世界領先的半導體公司（美國和外國）合作。

正如SRC首席執(zhí)行官肯·漢森（Ken Hansen）解釋的那樣：“ SRC于1982年成立，其使命是通過培養(yǎng)那些受過良好教育并正在研究行業(yè)相關領域的博士人才隊伍，以及在競爭前階段為大學研究提供資金，進而克服我們當時所感受到的技術劣勢?！?SRC運營著聯(lián)合大學微電子計劃（JUMP），該計劃與DARPA合作以致力于高性能，高能效微電子技術，還與NSF和國家技術標準研究院（NIST）進行合作以進行納米電子計算研究。

2018年，SRC發(fā)起了一項倡議，將公司，學者和學生，政府機構以及其他利益相關者召集在一起，制定了一項“半導體十年計劃”，該計劃將在未來十年中滿足該行業(yè)的研發(fā)需求，這將為希望在該領域獲得高等學位的學生和學術研究人員提供指導方向。

《半導體十年計劃》旨在通過以下方式改變全球半導體行業(yè)的未來：1）告知并支持半導體公司和政府機構的戰(zhàn)略構想；2）指導合作學術，行業(yè)和政府研究計劃的發(fā)展；3）為準備迎接挑戰(zhàn)的最優(yōu)秀和最聰明的大學教授夯實基礎?！妒暧媱潯吩噲D開發(fā)有效的方法來應對半導體（以及更廣泛的ICT行業(yè)）所面臨的迫在眉睫的挑戰(zhàn)，包括：1）繼續(xù)致力于執(zhí)行計算所需的計算量的指數(shù)遞減，以免能源支出的減少限制了計算能力的增長；2）解決模擬數(shù)據(jù)泛濫（即快速處理大量數(shù)據(jù)）的問題；3）滿足全球數(shù)據(jù)存儲需求的急劇增長；4）開發(fā)先進的通信技術以快速無縫地傳輸數(shù)據(jù)；5）應對由從硬件到人工智能再到云的轉變所帶來的新興安全問題。

可以肯定的是，即使這種合作只涉及國內參與者（更不用說存在國際參與者的情況下），在半導體或任何其他技術領域中，以市場為目標的應用型R＆D活動所涉及的合作研發(fā)工作仍具有挑戰(zhàn)性。

但是，在5至10年甚至3至5年左右的時間跨度里，當各國撤離其半導體技術專家時，他們常常會發(fā)現(xiàn)一些研究契機。盡管這些對單獨一個國就不再具備吸引力，但是在高風險，高回報的研究領域中，這些機會仍然可以產生巨大的科學價值。

例如，在這些時間跨度上的研究可能包括計算架構的新方法，例如內存計算，專用計算引擎，腦啟發(fā)/神經(jīng)形態(tài)計算和量子計算。來自志同道合的國家的參與者應召集其首席技術官（和其他技術專家），學術研究人員和政策制定者應該共同為重點研究領域制定路線圖，并尋找機會共同推動其半導體產業(yè)的長期發(fā)展，因為這一優(yōu)先領域是任何一個國家都不愿獨自追求的（并且這一領域不具備商業(yè)價值）。如果美國在這項工作中發(fā)揮領導作用，它應該考慮建立一個“綠色清單”，列出將邀請利益攸關方參加這種合作的國家。

CHIPS法案設想的用于支持安全微電子和安全微電子供應鏈的開發(fā)和采用的7.5億美元多邊安全基金將是重大的一步，并且國會應確保在今年秋天審查NDAA時撥出此類資金。

但是，除非美國和志同道合的國家為這種合作和競爭前的研發(fā)工作增加資金，并確保合作國的半導體企業(yè)在參與之后有獲取利益的機會，否則這種合作將只能產生有限的作用。

2019年，美國聯(lián)邦政府僅對核心的，特定于半導體的研發(fā)投入了17億美元（此外還對半導體相關領域的研究投入了43億美元）。盡管40年前聯(lián)邦政府為半導體研發(fā)提供的資金是私營部門資金水平的兩倍以上，但在2019年，美國私營部門在半導體研發(fā)方面的投資約為400億美元，是聯(lián)邦政府投資水平的23倍。

然而，即使是每年對半導體工業(yè)研發(fā)的17億美元聯(lián)邦研發(fā)投資，其中很大一部分是由機構計劃經(jīng)理牽頭的，如果在聯(lián)邦政府內部能更有效地協(xié)調計劃，美國的半導體研發(fā)投資可能會產生更大的影響。除了增加研發(fā)資金外，還可以通過更加靈活的聯(lián)邦合同準則，例如放寬《聯(lián)邦采購條例》或更多利用其他交易授權工具來提高此類組織的影響力和商業(yè)化潛力。（雖然SRC和DARPA已經(jīng)用了20多年，但它們可以得到更廣泛地應用）

國防部還開展了多項重要的合作研究計劃以促進半導體創(chuàng)新。例如，2013年，DARPA啟動了半導體技術高級研究網(wǎng)絡計劃（STARnet），DARPA請了8家公司和46所大學來確定關于威脅微電子行業(yè)長期發(fā)展的基本物理極限的路線。

2017年，DARPA啟動了一項更大的計劃—復興計劃（ERI），該計劃旨在在商業(yè)電子界，國防工業(yè)基地，大學研究人員和國防部之間建立前瞻性合作，以應對相關挑戰(zhàn)。ERI將是一項為期5年的計劃，該計劃涵蓋了20多個不同的DARPA子計劃并且得到了15億美元的聯(lián)邦資金支持。

ERI的研發(fā)重點領域包括：1）3D異構集成；2）新材料和新設備；3）專業(yè)功能；4）設計和安全性。雖然ERI合作伙伴必須確保該計劃給美國商業(yè)和國防基礎帶來不同的收益，但是ERI也舉辦了有關其各種研究計劃的年度峰會，這為國際交流與合作提供了機會。