一、前言
很難想像有其他產業像半導體產業一樣對美國國家經濟安全來說如此重要。幾乎所有未來的創新，不論是更聰明的運輸還是更好的醫療器材，用來增進農業效率、處理氣候危機，或是可以使國家國防力增強的技術，都需要依賴半導體技術。拜登政府指出在接下來十年內至為重要的三種技術：一是與運算相關的技術，例如微電子學、量子技術、人工智慧等；二是生物技術及生物製造技術；三是乾淨能源技術。每個領域都需要依賴半導體，而相對來說，新的應用需求也驅動半導體的進步。

從只能在矽上建立一些電晶體，到現在可以在單一晶圓上建立數百萬個電晶體，過去數十年間半導體技術產業進步神速，主要的成功因素是遵循摩爾定律(Moore’s Law)持續製造出更小的半導體。目前尖端半導體元件的最小尺寸達到了原子尺度，隨著3D立體構成、新材料的使用以及各個步驟過程的進展，使得電路架構的複雜度呈現指數性成長；未來隨著新應用需要高度效能的半導體，在半導體的設計及生產上都會越來越複雜。由於設計及生產之間、製造步驟之間，以及前端與後端流程之間的互相依賴性形成的複雜度會使得創新的實施變得困難且高成本。

為了加速半導體技術的創新，需要系統層級的研究及開發方法，並在複雜的工具、資源及設備之間建立連結。這相對也為創新者提供探索改善複雜異質系統(Heterogeneous Systems)的彈性，及相信新的設計與製造技術會成功的信心。相較以往，研究及開發活動更需要與設計及製造流程緊密結合。舉例來說，建立在實體及虛擬製造工具的網路上的研究生態系統，可以減少設計新產品及流程的時程，而且縮短實施創新所需要的實驗週期。

認知到這些需求，美國國會撥出資金成立國家半導體技術中心(National Semiconductor Technology Center, NSTC)，支持及擴展美國在半導體研究、設計、工程及先進製造的領導地位。藉由努力整合橫跨整個複雜的生態系統，NSTC將會促進重要的半導體研究及發展、擴大設計及製造資源的取用範圍，並且允許產業、學術界及政府可以在彼此的工作基礎上發展，減少將技術帶到市場上的時間及成本。NSTC將作為政府、國家實驗室、產業界、顧客、供應商、教育機構、企業家、勞動力代表及投資者之間的合作平台。

NSTC將會提供國內研發社群先進的原型(Prototyping)製作能力，以推進新概念的發展及促進美國技術的發展與製造，活絡國內製造業。美國有千載難逢的機會建立可以持續數十年的變革性中心地位，並且確保這些創新可以成為未來產業的基礎。該報告概述美國商務部(Department of Commerce)為NSTC設想的策略、能力及資源：第一部分概述NSTC的任務及目標，並確定NSTC如何與商務部及整個聯邦政府的晶片相關計畫做連結；接著該報告提出商務部認為NSTC應該建立的核心計畫；第三部分是NSTC的治理架構及財務營運模式概述。

二、NSTC的任務
NSTC將以半導體生態系統作為研究與工程的聚焦點，促進及使破壞性創新可以為美國在未來產業界取得領先地位，主要核心任務有：
(一) 聚焦點(Focal Point)：
將會以集中運作的內部研究、工程及計畫能力為核心，與直接資助和附屬機構形成的網絡結合，以取用整個國家區域的專業知識和資產。NSTC會做為整個生態系統主要的整合單位。
(二) 研究與工程(Research and Engineering)：
將透過一系列的活動，例如應用研究、創新公司支援、在真實環境中的設備與流程原型設計、與擴展相關的挑戰或是先進製造工具及流程的發展。
(三) 半導體生態系統(Semiconductor Ecosystem)：
半導體生態系統包含在半導體技術堆疊及設計、材料、資本設備及設施供應鏈。NSTC將延伸到更廣泛的社群以支援整個產業，像是勞動力及訓練機構、資本提供者及半導體終端使用者等。
(四) 推動與賦能(Advancing and Enabling)：
透過合作、技術交流、會議及補助計畫來參與及支援研究。
(五) 破壞性創新(Disruptive Innovation)：
將把焦點放在時間跨度超過五年且具有挑戰性的研究及工程計畫。NSTC將專注在為美國半導體生態系統帶來更廣泛的利益。
(六) 美國領先地位(U.S. Leadership)：
與盟友合作彌補並加強現存的研究資產及能力，同時增強及培育美國的能力。
(七) 未來產業(Industries of the Future)：
歡迎來自半導體使用者、設備製造者、設計師、應用程式及軟體產品開發者的參與，以及其他市場形塑者共同參與發展具潛力性的使用案例，以此創造商機。

三、NSTC的目標
為了執行其法定任務，商務部為NSTC設定三個高層級的目標，商務部將分階段逐步建立NSTC，從設置組織開始，接著是優先實施早期專案，再來是發展和實施重點計畫。三個目標分別是：
(一) 擴展美國在未來應用及產業基礎技術的領先地位，並且強化美國半導體製造生態系統。在預競爭階段進行世界一流的研究，產出可以讓所有參與者取用的設計和製程技術以及智慧產權(IP)；支援整個生態系統的世界級研究，包含學術機構、政府機構以及政府資助的研究機構等；建立重大挑戰，支援有目標性的產業路線圖，促進標準的制定以增進整個生態系統在技術發展上的合作。
(二) 為成員機構減少大量創造原型創新所需的時間與成本，包括建立及提供有形資產的取用管道，例如端對端的原型設計及其他因資本成本而取用困難或是在美國無法取用的資產設備；提供數位資產及IP的取用管道，包含設計工具、數據集等；建立有架構的投資資金以吸引私人資金到以半導體為主的新興公司等。
(三) 建立及維持半導體人力發展的生態系統。讓NSTC作為產業、學術機構、政府機關及政府資助之研究機構的協調點，利於半導體相關的人力數據、訓練及發展計畫的進行；鼓勵及提倡採用多樣性、公平性、包容及可及性(DEIA)的最佳實踐方案，以及將商務部的優秀工作守則(Good Jobs Principles)作為所有人力投資的基礎；發展及資助人力計畫以提供NSTC成員在半導體產業中建立及維持職涯發展路徑時的支援。
在本世紀末時，NSTC將被全世界視為重要的資源，擁有受尊敬的科學家及工程師網絡、最新的設施、有效率的計畫及展示技術成就的半導體生態系統。

商務部將與其他機構夥伴共同建立指導方針、預防措施及安全性，讓NSTC與其盟友和夥伴國在為了國家安全應用的微電子發展上可以有互信的合作及協作。商務部預期NSTC會著重在三個主要的計畫領域：
(一) 技術領先地位(Technology Leadership)：第一個主要的計畫領域著重在半導體及先進電子學的領先地位。技術領先對NSTC的目標來說很重要，提供卓越的科學、領先的工程和可以被整個社群取用的突破性創新。
(二) 有益於社群的資產管理(Managing Assets that Benefit the Community)：商務部期望NSTC可以管理各式各樣的實體及數位資產，讓這些資產透過更好的可利用性、更低的成本、對實驗的有力支援以及改善的技術支援而使更廣大的社群受益。
(三) 勞動力計畫(Workforce Programs)：創新且具韌性的半導體產業在研究、開發及建置上都會需要完整的技術人才庫，可透過有效率的訓練及職業發展計畫來實現。在晶片獎勵(CHIPS Incentives)及研發計畫中需要優先考量的就是勞動力發展。2023年2月28日發布的商業製造設施的資助機會通知(Notice of Funding Opportunity for Commercial Fabrication Facilities)即要求申請晶片獎勵計畫資金的公司必須繳交勞動力發展計畫書。晶片計畫辦公室(CHIPS Program Office)也提供勞動力發展計畫的指引資訊，利用來符合資助機會通知提出的目標。

四、NSTC的治理、營運及財務模式
根據美國晶片法案(CHIPS Act)，美國商務部應與美國國防部合作建立半導體技術中心，並進行相關研究及培育相關人才，以增強經濟競爭力及國內供應鏈的安全性，於此情況下設立了公私合作的聯盟NSTC。透過檢視相似機構例如半導體製造技術聯盟(SEMATECH)，以及其他聯盟、獨立研究機構、聯邦資助研究及發展中心、大學等機構架構，再加上利益相關者的回饋建議，商務部期望NSTC會詳細紀錄收到政府資金運用過程，並確保納稅人的究責過程。

NSTC的運作架構嘗試著在個人公司的專有利益及社群利益之間取得平衡。商務部設想NSTC會利用不同的方法來達成其目標，包含為合作項目提供資金、為成員及社群提供付費服務的能力，還有召集及促進合作計畫發展等。NSTC應確定如何從產業及教育機構聘請顧問針對技術計畫、勞動力發展及其他活動提供建議。晶片法案的資助資金將持續五年，商務部希望利用此筆資金作為催化劑，資助多年的研究計畫以處理長期的策略挑戰，並促進主要設施及虛擬資產的發展，建立可以持續數十年的計畫。除了法案提供的資助資金，NSTC可能的收入來源是會員費、計畫服務費、投資資金的回饋、IP授權費、權利金、州政府及當地政府的支援、其他聯邦機構的參與以及慈善機構等。

五、小結
NSTC透過先進工具、資源及能力提供建立未來半導體技術基礎所需的系統研究與發展。NSTC是一項具挑戰性的工作，試圖在政府、私人企業、教育機構等一系列組成成員之間找到平衡。商務部高層認為，利用法案授權資金最好的方式是建立長久的中心，可以處理複雜的挑戰並且成為國家的創新引擎。這樣的努力將生成大量的技術及實踐現存任務並獲取廣大利益。