2024年7月12日，美国商务部和国家半导体技术中心（NSTC）的运营机构Natcast宣布了首批三个“美国芯片计划（CHIPS for America）”研发设施项目及其选址流程，以支撑NSTC项目和国家先进封装制造项目（NAPMP）建设[1]。美国《芯片和科学法》资助的首批三个研发设施包括NSTC行政和设计设施、NSTC极紫外（EUV）中心以及NSTC原型和NAPMP先进封装先导设施。这三大设施将在美国建立世界级的先进半导体研发基地，弥补当前生态系统中的关键差距，为半导体价值链上的各种利益相关者（包括大学、各种规模的企业和政府机构）提供无与伦比的价值，促进半导体设计和制造的技术进步，加速美国的半导体研发以及实现规模化的商业化，旨在建立充满活力的半导体生态系统，推动尖端研发并创造优质就业机会。
2024年2月，美国政府宣布将为NSTC项目投资50多亿美元。2023年4月发布的《NSTC愿景和战略》报告引入了能够进行端到端制造的技术中心网络的概念，以满足研发原型设计需求，并强调NSTC和NAPMP项目之间密切协调的必要性。
1. NSTC行政和设计设施
NSTC行政和设计设施是一个多功能设施，作为NSTC的关键运营地点，关注半导体设计生态系统，计划于2025年投入使用。设施功能包括：Natcast行政职能；召集联盟成员；开展NSTC项目活动，如劳动力卓越中心和NSTC设计实现门户。
NSTC行政和设计设施将成为芯片设计、电子设计自动化（EDA）、芯片和系统架构以及硬件安全方面的先进半导体研究中心，预计将能够增加芯片和封装的测试和表征实验室。设计研究的初始能力将侧重于人工智能应用以及芯片、封装和系统级协同优化。在此设施中进行的设计、EDA和架构相关的研发可以连接到NSTC原型和NAPMP先进封装先导设施的原型制作。
NSTC行政和设计设施的选址工作将由Natcast委托一家选址公司进行，该公司在选择设施（包括半导体行业）方面拥有丰富的商业经验。第一阶段为半导体设计生态系统的识别，第二阶段为确定地点、尽职调查和谈判。该设施必须位于一个半导体生态系统蓬勃发展、充满活力的地区，尤其关注半导体设计生态系统及相关功能，需要能获得半导体设计和制造、EDA、封装、劳动力和管理专业知识，并靠近拥有先进微电子研究的大学。预计这将是一个租赁设施，在早期可容纳多达150名工作人员、研究人员、合作伙伴、学者和供应商。
2. NSTC EUV中心
NSTC EUV中心将为NSTC成员提供EUV技术，以促进更广泛的研究和商业化途径，包括最具特征尺寸挑战性的技术，计划于2026年投入运行。
下一代技术发展需要获得EUV光刻技术。用于最先进的逻辑或存储技术节点的前景技术必须在达到或超过现有技术尺寸水平上进行评估和开发，而这些目前只能使用EUV光刻工具来实现。
鉴于购买和维护EUV工具的高昂成本以及尽快实现设施功能的目标，Natcast将与符合NSTC项目要求的现有设施达成协议，为NSTC获得EUV光刻技术，预计将采用全流程(full-flow)EUV或高数值孔径EUV技术。除了获得EUV光刻技术外，该中心还将提供适当研究和协作空间。
Natcast将与商务部合作管理NSTC EUV中心的选址过程。鉴于能够提供上述EUV能力的现有美国实体数量有限，商务部和Natcast预计只邀请具有必要技术能力的实体参与甄选和谈判过程，并选择一个对实现美国芯片计划目标最有利的设施。
3. NSTC原型和NAPMP先进封装先导设施
NSTC原型和NAPMP先进封装先导设施将提供300mm晶圆的研究、原型设计和先进封装能力，并最终实现财务可持续性，计划于2028年投入使用。将NSTC原型和NAPMP封装能力集中在一个设施中，将为国内半导体生态系统提供独特的价值，以开展半导体和先进封装协作研究，从而实现半导体整个技术堆栈（从材料到设计、制造、硅到封装）的世界级研究。
NSTC原型和NAPMP先进封装先导设施将结合最先进的制造技术、先进封装以及下一代技术开发原型产品,以进一步推进NSTC和NAPMP项目。这种原型制作能力将允许研究新的材料、工具、器件结构和半导体集成方法，侧重于解决人工智能和其他工作负载的高级计算，并至少研发出一种全流程、互补金属氧化物半导体(CMOS)技术作为实验的稳定基准。先进封装能力包括稳定的先进封装基线流程，专注于多组件组装体与大规模互连的异构集成，从而模糊芯片和封装之间的界限。先进封装能力还将包括基于硅衬底的高性能计算的初始基线流程，并将通过减小芯片连接间距来进行异构集成，并整合NAPMP计划在材料和基材、小芯片、热和电源管理、设备、工具和流程、光子学和连接器、EDA领域的投资实现的创新。NSTC原型和NAPMP先进封装先导设施还将包括可处理300mm晶圆的设备，从而实现CMOS基准流程并提供封装处理能力，例如芯片分割、芯片和晶圆键合以及芯片和组件的拾取和放置。
半导体制造和先进封装既复杂又昂贵，需要大量投资、高度专业化的空间、精细的工具和设备以及复杂的材料供应链来维持设施运营，需要一支技术熟练、经验丰富的员工队伍来操作设施、管理基线技术流和维护设备，下一代技术开发还需要一个由研究人员、科学家、工程师和技术人员组成的社区。因此，NSTC原型和NAPMP先进封装先导设施必须位于一个半导体生态系统蓬勃发展、充满活力的地区，以确保NSTC和NAPMP项目能够吸引所需的人员和公司参与，使其成为全球半导体研究合作的中心。为了实现NSTC原型和NAPMP先进封装先导设施的愿景，商务部和Natcast将进行多阶段选址流程，并委托一家选址公司管理，首先进行半导体生态系统评估，然后进行特定地点的搜索和评估。Natcast还将直接与各州和地区的经济发展组织合作，以促进遴选过程。
[1] https://www.nist.gov/news-events/news/2024/07/biden-harris-administration-announces-first-chips-america-rd-facilities-and
