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| 本文作者： 包永剛 | 2019-04-04 19:33 |
雷鋒網(wǎng)消息，過去50年，美國在半導(dǎo)體領(lǐng)域保持了領(lǐng)先地位。不過，中國在半導(dǎo)體領(lǐng)域的大規(guī)模投資以及在AI方面的快速發(fā)展顯然已經(jīng)引起了美國的注意。本周三，半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會（SIA）發(fā)布了一份報告，報告中給美國政府提出了一系列建議，呼吁政府在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)采取大膽的政策，確保美國在未來50年也能在半導(dǎo)體領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位，在這份報告中，SIA還指出了令人激動的三個“必贏”技術(shù)。
“全球技術(shù)領(lǐng)先地位從未如此重要，美國未來的經(jīng)濟(jì)增長和競爭力將受到如此大的影響，”美光科技公司總裁兼首席執(zhí)行官兼2019年SIA主席Sanjay Mehrotra表示。“領(lǐng)導(dǎo)半導(dǎo)體創(chuàng)新的國家也將引領(lǐng)下一波技術(shù)進(jìn)步，影響經(jīng)濟(jì)和生活的方方面面。我們呼吁華盛頓的領(lǐng)導(dǎo)人制定政策，使我們始終站在未來必不可少的技術(shù)的最前沿。“
SIA總裁兼首席執(zhí)行官John Neuffer表示：“微型半導(dǎo)體是我們數(shù)字世界的大腦，可以解決許多社會的巨大挑戰(zhàn)。美國在半導(dǎo)體技術(shù)方面的長期領(lǐng)導(dǎo)地位取決于三大支柱：美國公司的開拓性研究，頂級的人才以及向全球客戶銷售高端產(chǎn)品的能力。國會和政府應(yīng)制定政策，加強(qiáng)這些支柱，使美國成為半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。“
SIA的報告指出，“摩爾定律”是半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)步最好的說明，硅片單位面積上晶體管數(shù)量大約每18到24個月翻一番。 50多年來，半導(dǎo)體行業(yè)保持這種速度推動了技術(shù)革命，以較低成本大幅提高計算能力。
摩爾定律的發(fā)展也將材料科學(xué)、光子學(xué)、工程和設(shè)計推向極限。現(xiàn)在1平方厘米大小的芯片上有數(shù)十億個晶體管，電路已經(jīng)進(jìn)入納米級。 最先進(jìn)的半導(dǎo)體晶體管比人類頭發(fā)細(xì)10,000倍。由于半導(dǎo)體技術(shù)的巨大進(jìn)步，消費(fèi)者以更低的價格從更多創(chuàng)新產(chǎn)品中受益。這種快速的創(chuàng)新促進(jìn)了美國經(jīng)濟(jì)，創(chuàng)造了美國的就業(yè)機(jī)會，并改善了人們的生活方式。
半導(dǎo)體是美國發(fā)明，目前美國在尖端半導(dǎo)體研究、設(shè)計和制造方面仍然領(lǐng)先世界。 2018年，美國半導(dǎo)體公司營收占全球半導(dǎo)體市場4690億美元的近一半。但是，為確保美國在未來50年內(nèi)在這些未來技術(shù)方面的領(lǐng)先地位，美國必須繼續(xù)在半導(dǎo)體研究，設(shè)計和制造方面領(lǐng)先世界。
例如，中國政府已宣布在未來十年內(nèi)投資超過1000億美元，以趕上美國的半導(dǎo)體技術(shù)、人工智能和量子計算。 雖然中國可能無法實(shí)現(xiàn)其所有目標(biāo)，但其規(guī)模不容忽視。
SIA的報告進(jìn)一步指出，為了克服挑戰(zhàn)并確保美國繼續(xù)領(lǐng)導(dǎo)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，美國必須采用雄心勃勃的政策。
1、通過投資提升美國半導(dǎo)體創(chuàng)新研究。
將半導(dǎo)體專項研究投資增加三倍，從每年大約15億美元提升到50億美元，用于推進(jìn)新材料，設(shè)計和架構(gòu)的研究，進(jìn)而大幅提高芯片性能。
將半導(dǎo)體相關(guān)領(lǐng)域的研究投資翻倍，如材料科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、工程科學(xué)、跨學(xué)科的應(yīng)用數(shù)學(xué)，以推動半導(dǎo)體技術(shù)的跨越式創(chuàng)新，推動未來的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展，包括人工智能，量子計算，以及先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò)。
2、吸引并培養(yǎng)資深人才，確保美國在半導(dǎo)體研究，設(shè)計和制造以及未來技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用方面的領(lǐng)導(dǎo)地位。
改革高技術(shù)人才的移民制度，使來自美國大學(xué)的STEM（雷鋒網(wǎng)注：科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）及數(shù)學(xué)（Math）縮寫）畢業(yè)生以及來自世界各地的STEM畢業(yè)生能夠在美國獲得工作和進(jìn)行創(chuàng)新，為美國在半導(dǎo)體行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位做出貢獻(xiàn)。
將美國對STEM教育的投資增加50％，并實(shí)施國家STEM教育計劃，到2029年將美國STEM畢業(yè)生數(shù)量增加一倍。
3、確保能進(jìn)入全球市場并保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)，以便美國半導(dǎo)體行業(yè)在未來的競爭力、創(chuàng)新和發(fā)展。
批準(zhǔn)自由貿(mào)易協(xié)定，包括美國-墨西哥-加拿大協(xié)議，消除市場障礙，保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)，促進(jìn)公平競爭。
增加執(zhí)法，防止和起訴半導(dǎo)體知識產(chǎn)權(quán)侵權(quán)，包括盜用商業(yè)機(jī)密。
報告中提到，未來的經(jīng)濟(jì)將以使用傳感器收集大量數(shù)據(jù)的技術(shù)，用于存儲和移動數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)以及用于以生產(chǎn)方式分析和使用數(shù)據(jù)的高級計算機(jī)和系統(tǒng)為特征。 半導(dǎo)體是這些功能的核心，必須在半導(dǎo)體技術(shù)方面取得進(jìn)一步進(jìn)展，以滿足未來技術(shù)的需求。
SIA認(rèn)為有3個“必贏”技術(shù)：
人工智能
人工智能是指模仿人類學(xué)習(xí)和決策的技術(shù)。人工智能有可能大大改變經(jīng)濟(jì)，這對自動駕駛汽車，機(jī)器學(xué)習(xí)以及無數(shù)“智能”設(shè)備和應(yīng)用至關(guān)重要。 專家估計，到2030年，人工智能可為全球經(jīng)濟(jì)規(guī)模增加13萬億美元。
如果沒有半導(dǎo)體設(shè)計和制造技術(shù)的進(jìn)步，人工智能就不可能如此迅速地從未來主義轉(zhuǎn)向如今的現(xiàn)實(shí)。 實(shí)際上，半導(dǎo)體在典型AI處理的三個流程都至關(guān)重要：
1）通過智能手機(jī)、汽車和多個“物聯(lián)網(wǎng)”設(shè)備生成數(shù)據(jù)；
2）使用GPU，微處理器或其它以高性能為中心的處理器來訓(xùn)練AI /深度學(xué)習(xí)算法;
3）實(shí)際使用中的AI推理。
量子計算
量子計算有望以指數(shù)的方式提升計算機(jī)的性能。量子計算機(jī)比個人計算機(jī)快1億倍，比現(xiàn)有超級計算機(jī)快數(shù)千倍。達(dá)到這種程度的計算能力將改變整個行業(yè)和經(jīng)濟(jì)。
量子信息科學(xué)的發(fā)展與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)研究密切相關(guān)，以克服摩爾定律的限制。美國學(xué)術(shù)和政府研究人員與半導(dǎo)體行業(yè)一起，在量子計算方面取得了進(jìn)展。
量子計算需要復(fù)雜的制造能力，專業(yè)材料和先進(jìn)技術(shù)。 量子計算的硬件研究人員認(rèn)為，量子計算的進(jìn)步可以幫助研究人員解決人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的難題。
先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò)
憑借低延遲和比現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)快100倍的超高速度，先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò)將成為新經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，并為下一代數(shù)字技術(shù)提供支撐，如物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛汽車和機(jī)器人，這些都有很強(qiáng)的移動性。
由于先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)速度和全新架構(gòu)的巨大潛力，底層半導(dǎo)體硬件解決方案的全部潛力尚未實(shí)現(xiàn)。 在下一代無線網(wǎng)絡(luò)（例如5G）實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)步的國家將獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
領(lǐng)先的先進(jìn)無線網(wǎng)絡(luò)需要國家政策，加強(qiáng)半導(dǎo)體的研發(fā)工作，建立工程和技術(shù)隊伍，并支持私人和公共研發(fā)。 NSF（National Science Foundation，國家科學(xué)基金會（美國政府獨(dú)立機(jī)構(gòu)，支持除醫(yī)學(xué)領(lǐng)域外的科學(xué)和工程學(xué)基礎(chǔ)研究和教育））支持無線數(shù)據(jù)和高級無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)研究。 它還通過高級無線研究平臺，利用美國大學(xué)的一系列研究基礎(chǔ)設(shè)施資助測試平臺和研究平臺，為先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行原型設(shè)計。
更詳細(xì)的內(nèi)容，請參考報告全文
雷鋒網(wǎng)編譯，via semiconductors
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