一、前言 

半導體產業對經濟和國家安全至關重要。然而過去數十年來，美國已不再製造全球先進的半導體，全球約有2/3的先進半導體為台灣製造。同時，美國亦失去了供應鏈中關鍵零組件的生產能力，例如曝光機等。另外，自2020年來，新增的成熟製程產能，主要來自於中國。前述各種不利因素大幅提升了美國國家與經濟安全的風險。
儘管美國在半導體設計、研發方面仍具有優勢，尤其在晶片設計和設計自動化工具方面仍處於世界領先地位，但由於製造基礎的缺乏，導致前述優勢已不再顯著。且隨著晶片結構與製造流程越來越複雜，先進的晶片設計需要與製造技術緊密結合，才能確保產品的製造可行性。

為了恢復美國在半導體製造領域的領導地位，2022年美國國會通過Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors for America Act (CHIPS Act)，簡稱《晶片法案》。2022年9月，美國商務部發布了A Strategy for the CHIPS for America Fund策略文件，文中概述了CHIPS計畫(CHIPS program)的實施細節以及500億美元資金的投入規劃與策略目標。其中策略目標分別為: 投資美國本土生產且具有戰略價值之半導體晶片；確保關鍵領域以及與國家安全相關之成熟製程晶片供應充足；強化美國半導體研發的領導地位；培育多元化的勞動力並建立繁榮的半導體聚落。

二、半導體發展趨勢
半導體產業持續發展與創新為CHIPS計畫的成功關鍵。因此，計畫在審查與投資時將考量以下趨勢: 

(1) 多元創新將帶來技術上的突破
半導體產業目前面臨著製程成本上升、性能提升減緩以及能源使用效率等挑戰，逐漸呈現報酬遞減(diminishing returns)之現象。因此，前述挑戰的突破仰賴封裝、硬體設計、材料以及工具等方面的創新。

(2) 成熟製程對關鍵領域發展具決定性之影響
隨著晶片技術的進步不如預期，許多業者仍多使用成熟製程晶片。然而前述晶片多仰賴國外的晶圓廠製造，因此供應鏈容易受到國外局勢的影響，例如低成本的元件短缺將可能導致複雜產品的生產線中斷。

(3) 產業以及區域性協作整合(geographic consolidation)將產生嚴重風險
先進半導體設計與製造之成本呈指數成長。不斷上升的開發和生產成本驅動了業者間的合作與整合，同時提高進入該產業的門檻。然而，區域性整合可能帶來重大風險，並且加劇供應鏈的脆弱性，例如流行病、劇烈天氣事件、網絡安全或者地緣政治等因素將可能導致供應鏈中斷。

(4) 環境永續性越趨重要
淨零排放為全球趨勢，且目前半導體產業之主要客戶亦要求其供應鏈業者採用再生能源。與其他半導體競爭國家相比，美國擁有更具成本效益的再生能源市場，此優勢可使位於美國之晶圓廠獲得長期且穩定的再生能源供應。

(5) 具韌性的供應鏈為企業和政府關注的焦點
半導體供應鏈相當脆弱，且易受干擾。建立具韌性之全球供應鏈對於保護美國經濟成長以及控制成本非常重要。對於半導體等高科技產業而言，需要一個能支持研究和生產的強大生態系統，包含製造商、技術人員、多樣化的中小型供應商等，並且在區域內共享資源，實現規模經濟。

三、CHIPS計畫實施重點

商務部規劃在國家標準與技術研究院(National Institute of Standards and Technology, NIST)內成立兩個新辦公室來實施CHIPS計劃，分別為CHIPS計劃辦公室(CHIPS Program Office, CPO)以及CHIPS研發辦公室(CHIPS R&D office)。CPO主要向符合條件之申請單位提供資金與支持，包括投資、合作、貸款等，並且與商務部、白宮等政府部會協調與合作。CHIPS研發辦公室將孵化出國家半導體技術中心(National Semiconductor Technology Center, NSTC)，並與NIST現有的實驗室與先進製造辦公室合作，管理研發相關行動。

CHIPS計畫主要有三項協議，分別為: (1) 大規模投資先進邏輯和記憶體製造集群: 該項目規劃投入280億美元，支持先進邏輯與儲存晶片在美國生產，並且協助業者利用全球最複雜且先進的技術，製造、組裝、封裝與測試晶片；(2) 擴增成熟以及當前主流晶片之產能，並且強化供應鏈業者之製造能力: 規劃投入100億美元擴大成熟製程晶片產能，包括用於國防、汽車、資通訊、醫療設備等關鍵領域之晶片，支持對象包括:生產特殊或先進技術(如化合物半導體)之設備、晶圓廠設備升級等；(3) 強化美國研發領導地位: 此協議預計投入110億美元支持半導體技術的研發，並為美國半導體建立具活力之創新生態體系。

四、強化美國研發之領導地位

以下針對強化美國研發的領導地位之相關規劃，進一步介紹其參與單位與具體作為: 

(1) 成立國家半導體技術中心(National Semiconductor Technology Center, NSTC)
透過公私合作夥伴關係成立NSTC，參與單位包括業界、學界、國防部、能源部等。NSTC將支持半導體技術研發與商品化，並且吸引來自全球的專家參與合作，匯集人才、知識、資金、設備與工具，成為推動半導體和微電子創新的重要支柱，以滿足長期市場需求，並達成CHIPS計畫中鞏固國家安全與永續維運之目標。
為了達成前述目標，商業部將進一步規劃NSTC之治理結構，考量因素包括: 允許新創公司、無晶圓廠半導體公司、大學等半導體產業相關單位之廣泛參與，而非針對特定公司、技術或產業鏈特定需求；擁有與業界最優秀的工程師和科學人才同樣的技術能力；能夠吸引對半導體生態系具深度理解的領導者；能夠吸引善於治理與掌握商業利益之複雜性的業界領導者，包括能負起管理公共資金以及保護智慧財產權之責任；能夠跨部會合作，包括與國防部、能源部和國家科學基金會(National Science Foundation, NSF)支持的微電子研發項目合作；能與同盟國家相似的組織進行協作。
NIST關注的領域將為：提升半導體原型設計(prototyping)能力、開發新製造技術、研發新工具和材料、改善商品化流程等，例如: 提供原型設計與製造設備、開發設計自動化軟體、支持標準和技術路線圖開發、對新創公司提供資金與技術支持等。另外，振興美國的半導體產業需專業的勞動力，因此勞動力發展亦是NSTC之重要任務。其具體措施包括與地方政府或行業協會等機構合作培訓學生與作業員，並且幫助其獲得就業機會。

(2) 國家先進封裝製造計畫(National Advanced Packaging Manufacturing Program, NAPMP)
封裝為勞動密集型產業，且目前主要業者位於亞洲。儘管許多重要的既有設備與裝置，例如國防設備，仍仰賴採用傳統封裝技術的產品，但將傳統封裝產業帶回美國在經濟效益上具有挑戰，因此美國將著眼於先進封裝技術與產業發展。
由NIST推出之國家先進封裝製造計劃(NAPMP)，期望建立起本土先進封裝網絡，強化美國於電路板生產、異質整合(heterogeneous integration)等先進封裝的能力。另外NIST也規劃與參與者合作設置先進封裝試驗設備，以測試與驗證新封裝技術。

(3) 美國製造研究機構(Manufacturing USA Institute)
Manufacturing USA為由16家研究機構組成的全國性網絡，各研究機構皆具有特定的先進製造技術，如成員之一Advanced Robotics for manufacturing Institute (ARM)即具備先進製造機器人技術。該網絡成員會與製造業者、政府單位和學術機構合作，並且共享先進的製造技術與設備，以促進研究、商品化並且培訓專業人才。NIST預計成立三個新的製造研究中心，以解決半導體製造面臨的挑戰。目前規劃將著重於模擬與自動化，包括晶圓生產與製造模擬、製造流程的自動化、材料處理與運輸的自動化等項目，以提高生產力並且降低成本。

(4) 測量學技術研究(Metrology Research)
測量學技術是半導體製造實現高產量與高品質的關鍵。目前半導體技術的進步，對材料純度、缺陷程度、材料特性、生產流程監控等皆有越來越嚴格的要求，因此測量技術與能力需有相對應的提升與突破。NIST將擴大測量學技術相關的研究計畫，以滿足未來半導體製造的需求。投入主軸包含：用於下一代微電子元件的物理測量(physical metrology)技術；計算測量(computational metrology)技術以及模擬與自動化工具；先進的測量學服務，例如標準參考材料(SRM)、標準參考數據以及校正服務；先進半導體製造之測量與紀錄文件標準等。