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《Perspective Economics发布《英国半导体行业研究》报告，介绍英国半导体现状》

  • 来源专题：计量基标准与精密测量
  • 编译者： 李晓萌
  • 发布时间：2024-09-30

  • 近日，英国科学、创新和技术部门（Department for Science, Innovation & Technology，简称DSIT）委托Perspective Economics（视角经济学咨询公司）、Glass.ai（人工智能公司）以及由剑桥大学制造研究所（Institute of Manufacturing，简称IfM）领导的顾问团队进行一项关于英国半导体行业的研究。这项研究旨在提供英国半导体相关经济活动的基线，并帮助更好地理解未来实现国家半导体战略（National Semiconductor Strategy，简称NSS）目标和承诺的进展情况。报告显示，英国是全球半导体研究和设计活动的一个有吸引力的位置，72%的国际总部半导体公司在英国进行研发、设计和知识产权活动。英国拥有一个专业且高度专业化的半导体行业，与许多具有战略意义的英国公司高度相关。英国半导体行业包括200多家从事研究、设计和制造的公司，价值近100亿英镑。预计到2030年，英国半导体行业的收入可能在130亿至170亿英镑之间。研究还强调了英国半导体行业面临的挑战和机遇，并提出了支持该行业可持续发展和未来增长的政策建议。

  • 原文来源：https://www.gov.uk/government/publications/semiconductor-sector-study
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相关报告

  • 《英国发布《国家半导体战略》》
    • 来源专题：集成电路
    • 编译者：李衍
    • 发布时间：2023-05-30
    • 据战略科技前沿微信公众号报道，2023年5月19日，英国科学、创新和技术部（DSIT）发布《国家半导体战略》，旨在通过聚焦英国优势领域，确保在未来半导体技术领域处于世界领先地位，实现发展国内半导体行业、降低半导体供应链中断的风险和保护国家安全三大战略目标。英国政府认为半导体技术对于促进广泛领域的技术创新至关重要，包括政府承诺的目标和领域，例如：确保英国科技超级大国地位、实现2050年净零排放、实现国家量子战略的愿景、实现国家空间战略的愿景、确保国家网络战略提出的网络安全、确保国家人工智能战略中提出的领先优势等。英国政府认为英国在半导体设计和IP核、化合物半导体、及研发创新体系三方面拥有优势。 一、英国国内半导体行业发展计划 英国将在2023-2025年期间投入2亿英镑并在未来十年投入10亿英镑，巩固其在设计和IP核、化合物半导体以及研发创新方面的优势，以保持和扩大英国在半导体行业的重要地位。拟开展举措包括： 1. 成立英国半导体咨询小组。该咨询小组由科技和数字经济部和工业界联合主持，将结合行业、政府和学术界，确保以正确的行动战略推进英国半导体战略，代表科学、创新和技术部发言并向其提供建议和反馈。该咨询小组拟在2023年6月的伦敦科技周上正式启动。 2. 支持研发创新。投资支持半导体领域研发，改善英国半导体生态系统；投资创新项目，以解决人才短缺问题；鼓励具有创新和制造能力的半导体企业的扩大规模；投资新兴的半导体技术创新能力，包括混合和异构集成、集成电路设计、光子集成、AI硬件、新材料及制造技术等；通过EPSRC为半导体相关领域的博士培训中心提供支持；为研发密集型中小企业提供额外税务减免；在今年秋季之前宣布进一步提高半导体制造业竞争力的计划。 3. 启动英国半导体基础设施计划。该计划的路线图将由剑桥大学制造研究所牵头，与化合物半导体应用弹射器（CSA Catapult）、光子学领导小组（UK Photonics Leadership Group）、英国硅催化剂（Silicon Catalyst UK）和Techworks合作，共同研制，详细的规划内容预计将在今年内制定完成；该计划将成立一个新的国家机构，并通过发展使能性基础设施（如化合物“开放代工”）来支持商业研发和中小企业成长。 4. 试行一项新的英国孵化器计划。该孵化器计划将降低半导体行业新公司的发展障碍，提供设计工具和原型制作、业务指导和交流机会，以支持英国新的半导体初创企业，并鼓励建立更具活力的商业生态系统。 5. 解决半导体技能和人才短缺。从2022/23学年到2024/25学年，在半导体行业至关重要的数学和物理等学科上，为教师提供每学年最高3,000英镑的免税津贴；在2022/23招聘期间，将“工程师教物理”初级教师培训课程扩大到全国17家供应点；继续资助科学学习伙伴关系网络，确保教师能够获得高质量的持续专业发展以提高教学标准；支持半导体行业的STEM推广活动；成立未来技能部门，提高与工作和技能相关的数据质量，确保技能体系有效响应半导体行业需求；在未来三个财年(22/23-24/25)额外投资7.5亿英镑，支持高等教育的高质量教学和设施，包括工程、物理和电子学科；确保学徒制、高等技术资格和T-Levels资格满足半导体行业用人单位的具体要求；支持技术学院计划，鼓励更多半导体行业的雇主参与技术学院项目；通过使用高潜力人才签证、成长型企业高技术人才（Scale-Up）签证和全球人才签证，支持在世界各地招聘工程师；加强与日本等国际盟友合作，促进英国研究人员、学者、学生和工程师与国际机构和企业的相互交流。 二、降低英国半导体供应链中断风险的发展计划 英国将通过国内和国际行动提高依赖半导体的关键行业的弹性，并尽其所能减少最大中断情景的影响。拟开展举措包括： 1. 发布半导体供应链弹性指南，以提高各行业对半导体供应链潜在风险的理解，了解能更好应对未来供应链中断所需步骤，并最大限度地减少风险。 2. 建立一个政府-行业联合论坛，以帮助更好地识别和缓解供应链中断，提高对更容易受到短缺影响的特定行业的理解。 3. 进行危机和应急计划工作，召集政府代表、关键行业代表和相关制造商，考虑未来重大中断的影响以及可能的缓解措施。 4. 了解并解决包括英国关键国家基础设施在内的关键行业的外部供应商的芯片供应风险，鼓励合作和透明度以提高供应链弹性。 5. 评估英国未来的国内半导体制造需求，在批量生产不可能的情况下，了解为关键基础设施提供少量芯片的制造能力底线。 6. 与英国国防工业密切合作，确保国防半导体元件供应链的可持续供应。 7. 寻求多边和双边合作，在志同道合的国家之间（如2023年G7集团）制定和实施协调一致的供应链弹性方法；加强英美技术伙伴关系、英韩供应链弹性协议、英日数字伙伴关系等现有双边关系。 8. 识别全球最容易受到半导体供应链冲击影响的关键领域的供应链。 9. 聚焦英国在中国台湾地区的亚太数字贸易网络，以加强英国在该地区的能力和专业知识，提升英国半导体行业的形象并推动贸易和投资。 三、保护英国国家安全的发展计划 半导体可能与一系列国家安全风险相关联，例如竞争国家通过收购敏感的英国半导体公司和技术来增强军事能力、半导体技术漏洞引起网络攻击载体增加等。英国正在通过加强最敏感的英国半导体公司和技术的保护、适当平衡安全与行业增长来减轻国家安全风险，并通过英国在硬件安全方面的专业知识来广泛提高用于消费者和敏感系统的半导体设备的安全证书以解决网络安全风险。 在保护英国资产方面，拟开展举措包括： 1. 审查《2021年国家安全和投资法条例》中计算硬件和先进材料定义的范围。 2. 针对行业的敏感要素提供最新指南。 3. 与企业界合作，评估出口管制制度以及如何将其扩大到敏感的新兴技术（含半导体）。 4. 继续支持研究合作咨询小组（RCAT）为从事半导体研究敏感领域工作的英国学者提供建议。 在利用英国的硬件优势来提高网络安全方面，拟采取举措包括： 1. 英国《产品安全和电信基础设施法案》将于2024年4月生效。 2. 召集政府、学术界和企业界的安全专家，确定政府通过硬件提高安全性的进一步支持领域，并且确保与半导体相关的国际对话集中在硬件安全问题上。 3. 继续支持“数字安全设计(Digital Security by Design)”项目的未来发展，包括扩大在提供嵌入数字安全的半导体芯片方面的国际推广工作。与其他政府以及国际企业合作，促进“数字安全设计”项目研发技术的快速和尽可能广泛的采用。 4. 支持英国在RISC-V方面的优势，同时确保技术的安全发展。
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  • 《美国NIST发布《半导体生态系统中的计量缺口》报告》
    • 来源专题：集成电路
    • 编译者：李衍
    • 发布时间：2023-06-25
    • 据战略科技前沿微信公众号报道，2023年6月5日，美国国家标准与技术研究院（NIST）发布了《半导体生态系统中的计量缺口》报告，旨在为CHIPS研发计量计划的受资助者提供指南，以便与CHIPS法案目标对齐。报告描述了CHIPS研发计量计划（CHIPS R&D Metrology Program）的产生、发展和战略优先领域，设计了一个旨在通过先进的测量、标准、建模和模拟加强美国半导体行业的计量计划。报告结合了NIST历时两年多的调查、研究结果，最终遴选确定出10项优先发展的重点领域，被视为CHIPS研发计量计划的研究组合路线图。 一、美国CHIPS研发计量计划的产生和发展历程 美国“芯片法案”拟投资500万美元用于实施美国的芯片发展战略，其中110亿美元用于CHIPS研发计划以发展微电子和半导体研发生态系统。CHIPS研发计划包含国家半导体技术中心（NSTC）、国家先进封装制造计划（NAPMP）、三家新的美国制造研究所（Manufacturing USA）、计量计划等四个组成部分。“芯片法案”规定了整个CHIPS研发计划的计量活动，要求：（1）NIST设立一个计量计划，以通过多学科研发增强美国半导体产业；（2）国家半导体技术中心支持使用3nm或更先进工艺制造微芯片的先进计量和表征，以及安全和供应链验证的计量；（3）先进封装制造计划和新制造研究所加强半导体先进测试能力，以支持国内生态系统。 2021年6月，NIST正式成立了一个半导体计量工作组，由代表NIST的6个实验室项目的计量主题专家组成。该工作组的最初目标是了解影响美国国内半导体发展的基础计量研发缺口，帮助NIST为CHIPS研发计量计划如何实现2021财年《国防授权法案》（NADD）中设定的目标建立发展愿景。NIST早期研究确定了反映美国半导体行业技术需求的八个计量研发主题领域，具体包括：（1）材料和尺寸缩放计量；（2）高通量制造的在线计量；（3）为供应商提供材料质量检测；（4）改进设计和制造的数字化手段；（5）先进封装的新型计量；（6）面向未来的先进封装关键领域；（7）材料和器件：表征、建模和设计；（8）半导体开发和供应链的安全和信任。 这八个主题领域为2022年4月召开的两个行业研讨会提供了议程，确定了最优先的计量研发需求。这些研讨会的讨论成果被总结发表在了2022年9月NIST发布的《美国半导体制造业的战略机遇》报告中。该报告从计量角度确定了7大挑战和32个研发方向。半导体计量工作组后来认识到32个研发方向描述了许多重叠或类似的计量概念和研发战略，可以合并这些概念和研发战略以更加紧密地使微电子计量需求与NIST的需求保持一致。因此，2022年10月CHIPS研发计量计划将32个研发方向整合为20个重点领域，到2022年11月又进一步凝练为10个优先发展的重点领域，以解决最关键的计量研发缺口。 二、美国CHIPS研发计量计划优先发展重点领域的遴选及确定 自2020年12月以来，NIST指导了一系列利益相关者研讨、内部能力评估和战略规划活动。活动亮点包括：（1）举办两个计量研发研讨会，以了解影响美国国内半导体制造能力的技术缺口（2022年4月）；（2）组建一个由NIST的计量专家（来自中小企业）和实验室主任组成的内部小组，以审查利益相关者需求（2022年10月）；（3）NIST研究人员为确定计量研发的优先发展领域而进行了研究组合建议的统计分析（2022年11月）。 通过利益相关者参与和内部项目收集的数据表明，半导体产业界、学术界和政府机构在半导体设计和制造价值链的所有阶段都需要更先进的计量，包括实验室的基础和应用研发、规模化的原型制作、工厂制造以及组装、封装和性能验证等阶段。NIST最终遴选确定出10项优先发展的重点领域清单，以解决美国微电子行业最亟需的计量技术。 CHIPS研发计量计划的10项优先发展重点领域分为两类： 1. 自动化、虚拟化和安全性，包括：（1）用于供应链信任和安全的先进计量；（2）先进模型的验证和确认；（3）下一代制造工艺的先进建模；（4）自动化、虚拟化和安全的标准；（5）设备和软件的互操作性标准。 2. 下一代微电子技术的计量，包括：（1）先进材料和器件的计量；（2）纳米结构材料表征的计量；（3）先进测量服务；（4）针对3D结构及器件的先进计量；（5）先进封装的材料表征计量。 为确保优先发展的重点领域和未来里程碑能够与高优先级的行业需求保持一致，CHIPS研发计量计划基于IEEE发布的两个微电子行业路线图——《异构集成路线图》（The Heterogeneous Integration Roadmap）和《国际器件与系统路线图》的计量章节（The International Roadmap for Devices and Systems, Metrology Chapter）进行了系统的全景评估。通过综合分析确定了影响当前和未来微电子计量利益相关者共同技术缺口和创新机会，并验证了CHIPS研发计量计划制定期间收集的数据。 三、美国CHIPS研发计量计划工作展望 展望未来，CHIPS研发计量计划的领导层将参考内外部利益相关者提供的意见，来进行预算制定和执行、项目优先级排序、项目规划和项目管理。保持外部参与仍将是CHIPS研发计量计划的主要重点，以加强沟通和推广方法，并收集对未来研发项目规划和实施有直接影响的意见。NIST将继续利用各种方法来引导利益相关者的参与，如虚拟研讨会、工作组会议、面对面活动、技术演示以及专注于商业化和技术转让的外部研究伙伴关系。此外，CHIPS研发计量计划还将通过社交媒体、NIST网站、新闻简报和主题邮件订阅等方式定期发布并更新研究进展和资助机会。
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