NSTC和NAPMP應該幫助彌合早期研發(fā)和規(guī)?；a(chǎn)之間的缺口，促進早期技術的轉化和規(guī)模化，評估并投資美國產(chǎn)業(yè)界所需的早期技術。NSTC和NAPMP應建立和加強新興領域的研發(fā)生態(tài)系統(tǒng)能力，面向5-15年后投產(chǎn)的技術開展研發(fā)和商業(yè)化，研發(fā)資金投入將包括核心半導體技術和封裝技術兩方面。

核心半導體技術研發(fā)應該強調長期的、潛在的革命性的突破，包括材料、工藝、工具等方面的創(chuàng)新。這些創(chuàng)新領域包括：（1）用于邏輯、存儲和模擬的先進架構，如：3D堆疊器件、單片式集成、以存儲為中心的計算；（2）超越CMOS的先進材料，如：二維材料、先進功能材料、光子或神經(jīng)形態(tài)等新計算范式材料、高壓高功率材料、先進射頻材料；（3）通用工藝，如：先進光刻技術、先進光源和極紫外改進、金屬化工藝改進；（4）設計創(chuàng)新，如：面向更多應用的領域專用加速器、混合信號設計、智能和傳感能力集成、安全設計；（4）工具改進，如：將人工智能集成到設計工具中并實現(xiàn)更高的設計抽象性、用于模擬和射頻電路的高級工具、增強全棧優(yōu)化和硬件軟件協(xié)同設計的工具；（5）環(huán)境可持續(xù)性，如：全球升溫潛能值（GWP）較低的工藝氣體、光刻和其他化學品的環(huán)境改善和極低濃度檢測及處理技術、自然資源（能源、水等）友好型制造工藝。

先進封裝技術應有助于解決半導體行業(yè)中短期挑戰(zhàn)。相比于基礎半導體材料和工藝進步，先進封裝的規(guī)模化可以更快、更便宜，在NSTC和NAPMP成立的5-10年內(nèi)（或更短時間內(nèi)）產(chǎn)生商業(yè)影響。這些創(chuàng)新領域包括：（1）先進測試和驗證能力，如：測試設計和數(shù)據(jù)分析以減少設計誤差、測試自動化和AI/ML集成工具、模擬/射頻/混合信號的測試；（2）異構集成，如：制定行業(yè)集成標準、Chiplet IP開發(fā)與獲取、新型計算范式（光子、量子等）的集成方法；（3）先進封裝和高密度互連（<100 μm I/O pitch），如：面板和晶圓級高帶寬、低延遲高密度2.5D和3D堆疊和組裝方法；混合鍵合、硅穿孔和先進中介層（interposer）工藝；提高器件壽命的先進熱壓縮鍵合；熱管理以及減少串擾、噪聲、寄生等；靈活且受約束的面積縮小封裝；（4）工具改進，如：封裝級協(xié)同設計工具；卓越的電、熱、機械建模和設計工具；組裝和對準自動化。

二、研究基礎設施&開發(fā)基礎設施

NSTC和NAPMP應在擴大、升級和提供研發(fā)基礎設施方面發(fā)揮積極作用，促進基礎設施或先進仿真和建模軟件的使用。NSTC和NAPMP的設施投入應與研發(fā)優(yōu)先事項保持一致，既不能平均分配，也不能集中在單一技術或地點，而應根據(jù)技術需求，在分布式利益和規(guī)模利益間權衡，以擴展和升級少數(shù)現(xiàn)有機構的獨特能力及基礎設施。具體而言，NSTC和NAPMP應盡可能利用現(xiàn)有基礎設施和《美國芯片法案》提供的資金，并協(xié)調現(xiàn)有資源加快創(chuàng)新。這對于加速和擴大商業(yè)化的試點工作和原型設計尤為重要。NSTC和NAPMP應該通過提供原型制作和規(guī)模擴大，為有前途的技術建立轉化路徑。

總體而言，NSTC和NAPMP應升級先進仿真或建模軟件、樣品驗證等研究設施生態(tài)系統(tǒng)以及原型設計和先導中心、掩模設施等開發(fā)設施生態(tài)系統(tǒng)，并促進研究人員和初創(chuàng)企業(yè)對設施、工具和服務的訪問。

三、全棧式協(xié)同創(chuàng)新

NSTC和NAPMP應通過召集公司解決復雜的技術問題來支持全棧式創(chuàng)新，并加速技術、工具和方法的開發(fā)。正如摩爾定律所描述的那樣，隨著開發(fā)和設計成本的上升，改進計算機技術的工程方法正在發(fā)生變化。半導體發(fā)展的下一個階段需要整個計算堆棧的“全棧式”創(chuàng)新，從材料和設計到系統(tǒng)架構和軟件進行全方面覆蓋。例如，對云計算數(shù)據(jù)中心需求的快速增長，突顯了對能夠提供低功耗高性能計算的半導體的需求。滿足此需求的下一代系統(tǒng)創(chuàng)新需要將先進材料、新的計算架構、封裝、軟件等方面的專業(yè)知識結合起來。“全棧式”創(chuàng)新很難，當前半導體公司往往高度專業(yè)化，沒有一家公司擁有下一代計算技術“全棧式”創(chuàng)新所需的所有技能和資源。美國的研發(fā)生態(tài)系統(tǒng)目前缺乏協(xié)調不同組織、不同部門進行全棧式創(chuàng)新的機制。

NSTC和NAPMP必須在整個行業(yè)內(nèi)廣泛合作，維持一個廣泛且具有代表性的行業(yè)伙伴網(wǎng)絡，建立多樣化的研發(fā)技術和基礎設施組合，以促進協(xié)同開發(fā)、協(xié)同優(yōu)化和異構集成等領域創(chuàng)新。

四、勞動力培養(yǎng)

NSTC和NAPMP應該推動一系列計劃，擴大美國半導體研發(fā)創(chuàng)新和勞動力規(guī)模及技能，以加強美國的研發(fā)生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟競爭力。半導體行業(yè)是研發(fā)密集型產(chǎn)業(yè)，依靠高技能勞動力進行研發(fā)創(chuàng)新。半導體設計、制造和價值鏈相關活動的高技能研發(fā)人員的供應不足可能會限制創(chuàng)新的步伐。與此同時，其他國家或地區(qū)正在積極吸引本國公民回國，并提供廣泛的政策支持，以加強本國的研發(fā)生態(tài)系統(tǒng)。為擴大美國半導體研發(fā)勞動力，NSTC和NAPMP可實施的關鍵措施有：投資美國STEM教育（夏令營、獎學金等）、吸引STEM工作者進入半導體行業(yè)（學徒、實習、職業(yè)規(guī)劃等）、授予靈活的工作簽證、投資工人的再培訓和技能提升、加速新員工的培育工作。

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