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美國晶片補助策略 A Strategy for The Chips for America Fund
2022/09
U.S. Department of Commerce
https://www.nist.gov/system/files/documents/2022/09/13/CHIPS-for-America-Strategy%20%28Sept%206%2C%202022%29.pdf
美國晶片資金策略
A Strategy for The Chips for America Fund

美國商務部在2022年依據晶片法案(Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors, CHIPS),推動500億美元晶片資金(CHIPS for America Fund)策略來催化美國半導體的長期發展,以支持國家安全與經濟發展。此摘要僅介紹晶片法案目標、沿革與資金分配、晶片計畫的部分要點。

一、晶片法案的四項策略目標:
(一)投資具有策略重要意義的半導體晶片前沿技術
(二)確保舊一代及新一代晶片的永續供應及安全無虞
(三)強化美國在半導體研發的領導地位
(四)培養多元化的半導體勞動力並建立強大的半導體社群

此晶片資金策略不只是為了強化美半導體與晶圓廠的研發、生產能力,更重要的意義在於維持並創造國內高品質就業、多元勞動力以及穩健的供應鏈基礎。

二、晶片法案發展沿革與資金
這項策略的法源發展背景源自於2021年美國國防授權法(NDAA)第9902和9906條款,授權半導體製造和研發活動,合稱為CHIPS計畫,而晶片法案(The CHIPS Act of 2022)則以新的主責機構與500億資金,進一步強化CHIPS計畫。
美國國防授權法第9902條,鼓勵有意在美設廠或投資半導體相關設備的實體組織,從事研發、製造、封裝、測試以及先進材料開發等活動,並於晶片法案授權撥款390億美元。
美國國防授權法第 9906 條成立國家半導體技術中心(National Semiconductor Technology Center, NSTC),主導研究與原型製造,以推進半導體的研究和商業化製造技術;同時由商務部的國家標準暨技術研究院(NIST)啟動國家先進封裝製造計畫(National Advanced Packaging Manufacturing Program , NAPMP),以強化先進量測科學、標準、材料特性、儀器、測試和製造能力;上述活動獲晶片法案授權撥款 110 億美元。

三、未來趨勢發展下的資金配置
為強化美國的實力,未來資金的配置必須考量以下未來趨勢發展,來進行審核與排序:
1.技術必須是新的來源,包括先進封裝、新結構等硬體突破或替代性材料開發。
2.成熟的技術節點對產業相當重要,而許多重要產品皆仰賴海外晶片,並面臨晶片製造集中且亦受影響的風險。
3.隨著先進晶圓廠及晶片設計的成本節節升高,導致產業的進入障礙,進而產生地域與商業的整合,必須考量地緣政治及各種風險導致的停產危機。
4.隨著對環境永續的重視,越來越多半導體業者與供應商更加重視再生能源與有害化學品排放,美國在這些方面要比競爭國更具優勢。
5.彈性供應鏈是企業與政府共同的關注焦點,其能保護美國經濟成長與控制商業成本,有彈性的供應鏈是指,當發生未預期事件時,能快速復原。對半導體這類高科技產業,維持長期競爭力需要健全的生態系統以支持研發與生產,此生態系統包含生產、創新、技術人員與多元化的中小型供應商等。

四、晶片計畫實施
(一)組織機構
在此脈絡下推動晶片資金計畫,首先進行組織創新,在商務部NIST下設立兩個新辦公室:
1.CHIPS 計畫辦公室(CHIPS Program Office, CPO):負責實施第9902條半導體獎勵計畫,並提供政策與促進利害關係人參與。
2.CHIPS研發辦公室(CHIPS R&D Office):負責孵化國家半導體技術中心(NSTC),並管理工業諮詢委員會、先進封裝與美國製造研究所以及研發活動,同時參與白宮領導的協調工作。
這兩個辦公室也將與盟國和夥伴經濟體建立彈性供應鏈與技術保護的共同目標。
(二)關鍵倡議
晶片計畫將包括三類不同的倡議,每類倡議都對應一組策略挑戰,各自有不同時間軸度與推動速度:
1. 對領先的邏輯晶片及記憶體製造聚落的大規模投資:預計此倡議經費大約佔第9902條款下提撥資金的3/4,約280 億美元。倡議針對較複雜技術的高成本生產線及相關供應商等,提供各種資助形式,包括補助、合作協議、貸款和貸款擔保等。同時也評估投資稅率(ITC)抵減對資本支出的影響,預計將帶來大筆的額外投資。
2. 擴大成熟與近代晶片、新興與專業技術以及供應商的製造能力:包括應用在汽車、通訊及醫療器材上的邏輯、記憶、類比、光電晶片,預計佔第9902條款提撥資金的1/4,約100億美元。同時也評估ITC的影響,期望帶來大筆的額外投資。
3. 強化並推進美國在研發的領導地位:研發倡議包括NSTC、NAPMP、美國製造網絡和NIST量測投資,依據第9906條款總計有110 億美元的資金。
(1)NSTC:採公私合營方式營運,產業、大學、國防部、能源部與美國國家衛生基金會(NSF)共同參與研發,提供製造原型(prototyping)的能力、設立投資基金與推動人才發展。主責回應長期市場需求,同時滿足國家安全與經濟發展的目標,包括訂定長期財務永續的營運計畫,預期作為國家半導體卓越中心。
(2) NAPMP:由於過去封裝是勞動密集型產業,主要位於亞洲,採用許多較舊型設備和工序,要將封裝導回美國時極具挑戰。NIST要利用NAPMP提升美國在封裝上的競爭能力,將與網絡參與者合作建立一個封裝試點設施,整合新的方法與工序,預計在2024年有50%封裝在美國完成。
(3)美國製造機構(Manufacturing USA Institute):美國製造(Manufacturing USA)是由產、官、學等16個機構組成的國家網絡,提供先進設備將研究轉譯為商品之後,推向市場,同時提供技術訓練以培育人才。NIST將成立3個新的美國製造機構,並整合成立產學聯盟來解決半導體製造相關的挑戰。新的美國製造機構將專注虛擬化及自動化等研發,以提高效率、節省成本,同時可以分包給更多下線,為新創公司開發新的機會。
(4)量測學研究(Metrology Research):量測技術是攸關半導體產品良率的關鍵,NIST將擴大對量測學研究投入,以提升次世代半導體在測量、標準上的水準,包括下一代微電子的物理量測、密集運算的運算計量學與虛擬化及自動化、校正或標準化所需的量測服務、產業的量測與文件標準,如網路安全量測等領域。

五、結論
晶片法案代表了拜登政府和國會的重大承諾,旨在提升美國在半導體生態系統中的領導地位,同時穩固國家與經濟安全,並奠定次世代創新與產業的基礎。商務部啟動的系列倡議,將緊密扣合國會與政府的目標,建構更強而有力且安全的未來。
張國鈞
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