2023年12月5日，美国国家标准技术研究院（NIST）发布《半导体和微电子标准》报告。该报告由机构间标准政策委员会（Interagency Committee on Standards Policy，ICSP）下属的半导体和微电子工作小组完成。报告概述了美国联邦政府的半导体和微电子标准活动，面向ICSP提出的“战略标准优先领域”问题，列出了当前美国政府参与的半导体和微电子标准制定的相关组织，确定了半导体和微电子标准领域五个重点领域和优先事项，最后分析了美国当前的发展差距和发展机遇。
一、当前美国政府参与半导体和微电子标准制定相关的组织
目前，美国联邦政府参与半导体和微电标准制定相关的组织包括：
1. 电子器件工程联合委员会（Joint Electronic Device Engineering Council, JEDEC）；
2. 美国汽车工程师学会（Society of Automotive Engineers, SAE）；
3. 美国印刷电路协会（Institute of Printed Circuits, IPC）；
4. 国际电气与电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE）；
5. 美国静电放电协会（EOS/ESD Association, ESDA）；
6. 美国材料与试验协会（American Society for Testing and Materials (ASTM) International）；
7. 国际标准化组织（International Organization for Standardization，ISO）；
8. 国际电工委员会（International Electrotechnical Commission，IEC）；
9. 国际半导体产业协会（Semiconductor Equipment and Materials International, SEMI）；
10. 国际半导体技术路线图（International Technology Roadmap for Semiconductors, ITRS）；
11. 美国国家标准学会（American National Standards Institute， ANSI）。
二、半导体和微电子标准领域五个重点领域和优先事项
当前联邦政府认为与半导体和微电子标准相关的重要主题、重点领域和优先事项包括：
1. 供应链和安全。具体包括：
（1）安全处理器。安全处理器是添加了加密电路和密钥管理机制以保护数据和软件免遭未经授权访问的处理器，也可能是一个针对侧信道攻击和物理篡改而设计和强化的协处理器。
（2）真品和赝品。假冒半导体元件是指其原产地或质量被故意歪曲的电子零件。假冒半导体元件可能会侵犯合法生产商的商标权。由于假冒半导体元件的规格和/或质量往往较差，如果将其纳入关键系统，可能会带来危险。
（3）可用性和稀缺性。由于消费者对电子产品的使用需求不断增加，全球对半导体的需求正在快速增长。然而由于多种因素，目前半导体仍供不应求。
（4）通用微电路仿真和高级微电路仿真。通用微电路仿真负责生产制造，高级微电路仿真负责开发和集成以支持未来技术需求。
2. 芯粒（Chiplets）。具体包括：
（1）互连。在封装内实现多个专用、小型半导体器件之间的连接。
（2）封装。对于芯粒来说，封装是通过组合不同功能模块芯片来创建复杂集成电路的方法。
（3）互操作性。来自不同提供商的芯粒能够在系统内无缝协作。
3. 性能。具体包括：
（1）设备或系统的运行特性，例如速度、功耗和可靠性。
（2）设备高效且有效地处理数据、执行计算和执行任务的能力。
4. 计量与测量科学。具体包括：
（1）材料纯度和性能。需要新的计量方法来满足对半导体材料纯度、物理特性和来源日益严格的需求。
（2）未来微电子制造。未来的微电子制造涉及新的测量方法、数据、参考工件、模型和理论的开发，以实现更高的设备产量和可靠性、更低的成本、改进的制造工艺和性能。
（3）先进封装。先进封装是芯粒技术重点关注的领域。
5. 数字孪生。具体包括：
（1）制造过程和设备管理。制造过程和设备管理是利用物理制造过程的虚拟模型来分析生产绩效，其使用来自传感器和其他来源的实时数据。
（2）质量控制。质量控制是确保现实世界产品或服务的虚拟模型满足预期要求，其使用来自传感器和其他来源的实时数据来创建物理产品或服务的动态副本，以用于预防和检测缺陷、减少浪费并提高客户满意度。
（3）供应链管理和保证。供应链管理和保证是使用现实世界供应链及其流程的虚拟模型，其使用来自传感器和其他来源的实时数据来创建物理供应链及其组件的动态副本，以帮助提高供应链的可见性、可追溯性、安全性和可持续性。
三、发展差距和发展机遇
除了当前的标准战略优先领域外，还有一些可被视为发展差距或发展机遇的领域。在这些领域，美国联邦政府目前参与很少或者没有参与。具体包括：（1）Chiplet开放标准和事实上的标准组织；（2）减少制造来源、解决材料短缺的问题；（3）政府-产业数据交换；（4）针对专用集成电路（ASIC）和现场可编程门阵列（FPGA）设计的第三方IP验证和校验。（5）微电子生命周期模型；（6）安全处理器标准；（7）资质认证，国防微电子学需要遵守比一般商业微电子学更高的标准；（8）过时产品，可以使用自下而上的真实数字模型来快速模拟和开发技术更新选项从而降低微电子组件过时的风险。
