尽管美国在1990年代被认为是芯片生产的强国,当时生产了全球超过35%的半导体器件,但这一份额现已降至12%。如今在全球最先进芯片制造领域——这些芯片驱动着世界71%人口拥有的智能手机技术,以及自动驾驶汽车、量子计算机和人工智能设备与程序——美国已没有任何生产能力。
桑迪亚国家实验室希望助力扭转这一局面。该实验室近期成为首个加入美国国家半导体技术中心的国家实验室。NSTC根据《芯片与科学法案》成立,旨在加速创新并应对美国最紧迫的技术挑战。
"我们为其他实验室的加入开辟了道路,"桑迪亚技术合作与商业发展高级经理玛丽·蒙森表示,"可以说《芯片法案》让团队重新集结。通过整合国家实验室、美国企业和学术界资源,这实际上形成了力量倍增效应。"
桑迪亚通过研发合作、微系统工程科学应用设施(MESA)以及开发下一代技术的先进洁净室,在半导体领域拥有悠久的创新历史。通过与NSTC的合作,该实验室希望强化美国半导体制造与研发能力,提升国家安全生产能力,培育具有全球竞争力的新技术。
"核心目标是增强国家能力。行业发展日新月异,我们必须实时掌握动态,吸收有助于更高效完成国家安全使命的技术。关键在于探索创新的合作方式并加速实施流程,"蒙森强调。
这项工作的紧迫性显而易见。疫情期间的情况就是典型例证:汽车经销商库存见底,制造商停工待料,都在等待新芯片生产来制造车辆。
"普通汽车包含1400个芯片,电动车则需要3000多个,"桑迪亚半导体技术战略首席科学家里克·麦考密克指出。他正协助领导实验室的新角色。"其他国家正在投入超过3000亿美元以争夺半导体制造领导地位。《芯片法案》就是美国保持竞争力的应对方案。我们的目标是到2032年,使美国在最先进芯片领域的全球产能占比超过25%。"
桑迪亚将在塑造未来芯片技术方面发挥关键作用。
"根据《芯片法案》,计划投入超过120亿美元的研发资金,其中包括30亿美元的小芯片封装生态系统建设项目,"麦考密克介绍,"这些小芯片通过低能耗高速通信技术,能实现与大型昂贵芯片相当的性能。"
现代商业AI处理器已采用这种技术方案。桑迪亚的资源优势和合作伙伴关系将帮助中小企业和国家安全应用扩大技术准入。MESA设施已开始为战略储备和防扩散应用制造高可靠性小芯片封装产品。
麦考密克表示,桑迪亚在未来人才培养方面也将承担重要角色。政府已投入数十亿美元建设新工厂,这些设施都需要STEM专业人才支持。
"潜在的人才危机正在显现,"麦考密克警示,"半导体行业协会预测美国将需要新增6-7万名专业技术人员,因此我们必须助力STEM人才培养。这项工作也将优化桑迪亚自身的人才输送渠道。"
作为NSTC成员,桑迪亚将向其他合作方开放部分设施,促进协同创新。技术转移是实验室的核心使命之一,此举不仅能帮助私营合作伙伴提升行业参与度,也将强化桑迪亚自身的任务执行能力。
"我们将协助培育供应商网络并增强技术实力,"蒙森总结道,"我们是半导体领域的政府智库。在这个快速演进的技术版图中,我们占据未来二十年发展的前瞻视野。通过支持技术创新,我们正在强化国家安全能力和使命履行水平。"
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Materialsprovided byDOE/Sandia National Laboratories.Note: Content may be edited for style and length.
2025-07-03