来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）
编译自defense
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美国DARPA表示，当前，美国仅负责全球约 12% 的微电子产品生产，其中大部分生产在亚洲。美国也缺乏确认新微电子技术的可行性和适销性的能力，因此美国工业界可能会被说服投资于这些技术。
由国防部领导的“microelectronics commons”则旨在缩小目前存在的，将最佳技术创意推进市场的差距。它将涉及确定愿意参与并使用国防部和联邦资金为初始投资提供资金的现有生产设施。
现在担任空军首席科学家的维多利亚·科尔曼（Victoria Coleman）大约七年前在加州大学伯克利分校工作时提出了“microelectronics commons”的概念。
“这个想法的起源是在劳伦斯伯克利国家实验室的一个会议室里，”她说。“背景是真正顶级学者的理解，即我们在早期微电子研究中所做的投资无法在我们国内的设施中得到证明。我们不得不转而前往海外，特别是[亚洲]，做证明创新所必需的工作。这让我大吃一惊。”
她说，举个例子，斯坦福大学神经形态计算的一名研究人员只能在当地制造他设计的少数微电子产品。神经形态计算模拟人脑如何与世界互动，以提供更接近人类认知的能力，并为未来需要能源效率和持续学习的自主人工智能解决方案提供动力。
“但为了证明这一点，你需要数十万——如果不是数百万的话——这些东西，”她说。“你需要大规模生产它们...... [研究人员] 必须去 [亚洲] 去制造它们，如果我们担心供应商渗透到我们，他们就不需要这样做。我的意思是因为我们直接去了他们那里。这些是我们作为一个国家为下一代投资的皇冠上的明珠。那么，你为什么去那里？因为没有其他地方可去。
Coleman 在国防高级研究计划署任职期间，进一步发展了microelectronics commons的想法。她说，正是在那里，她与国会山的工作人员合作，将这个想法纳入了“创造有助于生产半导体的激励措施法”，通常称为“CHIPS”。
科尔曼说，美国学术界和工业界的研究人员仍在为新的微电子技术开发奇妙的概念，包括新型光子学、自旋电子材料、量子计算或非易失性存储器等。
例如，在大学的研究实验室中，现在存在或将来可能发明的微电子技术进步可能只存在于纸上或少数真实世界的原型中。最终，新技术创新者的目标是让市场对使用它感兴趣，让生产商对制造它感兴趣。
要证明一种新的微电子技术有效且具有市场价值，创新者首先要找到愿意承担最初风险的人来投资他们的想法。它可能需要生产多达一百万个优质原型来证明该技术有效，并且企业有兴趣将其集成到他们生产的产品中。
Coleman 说，研究人员的概念和制造商的承诺之间的中间步骤——称为“实验室到晶圆厂”——现在主要发生在海外半导体制造厂 FAB，而不是美国。
“在微电子领域[有一个]‘死亡峡谷’。你可能有一个关于一种新型设备的理论，它会给你带来很多计算优势，但没有人会投资这笔钱去建造一个 FAB——花费 200 亿美元建造一些东西——除非你能在实践中证明，而不仅仅是理论，它会给你带来优势，你所期望的计算优势，”她说。“microelectronics commons位于中间。它跨越这两个极端，一方面你可以制造三个设备，另一方面你需要以非常高的成本制造数十亿个设备。”
Coleman 说，对于microelectronics commons，国防部建议至少在最初阶段填补中间步骤，使美国实验室正在开发的最佳新技术能够实现商业化的重大飞跃。
microelectronics commons的开发将首先涉及已经存在的设施，以充当“枢纽节点”。这些设施将能够生产用于微电子生产的 200 毫米晶圆，并且可以从美国现有设施的基础上开发。如果存在此类设施，则可以通过国防部的资金来扩充它们，以使其与微电子公用事业兼容。科尔曼说，政府不会花钱建造新设施，但会花钱增加员工或投资新设备。
除了hub之外，还会有“核心节点”能够生产更大的 300 毫米晶圆，更适合向商业生产过渡。
预计将需要大约 10 个集线器节点和两个核心节点来构成微电子公地。
“我们的 [概念] 是您将在一个地方进行 300 毫米，然后您可以在多个地方进行 200 毫米，”科尔曼说。“这些地方中的每一个都专注于许多这些技术。也许一个是光子学，也许另一个是记忆，也许另一个是逻辑。然后，你知道，当它们在枢纽足够成熟时，他们进入核心。然后你从 200 毫米到 300 毫米。
随着microelectronics commons的运作，国内开发的新技术可以完全在美国境内从实验室走向市场。commons既能确保美国的独创性留在美国国内，不被对手窃取，又能确保国家重建自己的能力，做现在必须依靠外国做的事情。
科尔曼说，虽然国防部最初计划为开发公地支付费用，但预计不必永远支付费用。
“这个概念是，最终公地会变得自给自足，”她说。“你知道，在最初的一组投资之后，政府可能会维持 10% 的投资。但它是作为一家企业进行管理的，根据客户是谁，它具有不同类型的利润率。这是一个由多个参与者使用的国家设施——教授、小企业、初创企业和大企业——访问率不同。”
科尔曼说，让微电子设计和生产回到美国至关重要，因为任何不足都意味着美国最终可能完全依赖对手来生产美国国防所需的电子产品。
“这意味着，首先，我们不会依赖我们的同行对手来证明我们的创新，”她说。“因为今天他们让我们陷入了困境。所以我们可以在我们认为可能会得到回报的事情上投入一点钱。但为了让我们证明我们的创新，我们依赖他们，这是一个不可接受的情况。”
一个普遍的误解是，只要美国仍然是创新者——技术的设计者和开发者——技术最终在哪里建造并没有什么区别。但科尔曼说这是错误的。
“如果你放弃生产，这意味着你正在降低劳动力的技能，最终将你带到你无法进行设计的地方，”她说。“这是一个真正需要打破的阴险循环，CHIPS 意识到了这一点。所以，所有这些东西——设计、生产、组装、封装和测试——都需要，我们都需要在这里拥有它们在家里。”
她说，另一种选择是所谓的“朋友支持”，如果这些能力不在美国境内，它们将驻留在盟国和伙伴国。
她说：“现在，我们被迫以向中国和我们的对手证明我们的创新，这是国家紧急情况。” “没有其他方式可以谈论它。我们发现自己处于那种情况是不可接受的。......解决方案就是这个microelectronics commons。这就是其全部意义所在。”
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