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《美国国家标准与技术研究院与AIM Photonics研究所合作研发光子芯片关键工具》

  • 来源专题：集成电路
  • 编译者： 李衍
  • 发布时间：2023-01-31
  • 据英国电子周报2022年12月22日报道，美国商务部国家标准与技术研究院（NIST）与美国制造研究所AIM Photonics达成了一项合作研发协议，该协议将为芯片开发商提供一种关键的新工具，用于设计光子和电子芯片。集成光电芯片是光纤网络和高性能计算设施的关键部件，并用于激光制导导弹、医疗传感器和其他先进技术。

    AIM Photonics是一家公私合作机构，旨在加速光子芯片制造新技术的商业化。这家总部位于纽约的研究所在光子学开发周期的所有阶段（从设计到制造和封装）为中小型企业、学术界和政府研究人员提供专业知识和制造设施。

    作为新合作的一部分，NIST将设计可用于测量和测试光子芯片电子性能的电气“校准结构”。这将改进设计并将加速光子芯片的开发，其速度比目前通常以高达25 GHz的速度运行的芯片更快。新的校准结构将能够测量速度高达110 GHz的芯片。

    负责标准和技术的商务部副部长兼NIST主任Laurie E. Locascio表示，“这项工作将利用NIST在芯片测量、校准和集成设备建模方面的专业知识。”

    “准确的测量是推进高速通信的关键，”AIM Photonics 的首席运营官 David Harame 说，“这些改进将为我们的成员和客户提供他们设计下一代先进光子芯片所需的工具。”

    两家组织的专家已经在努力将新的测量结构集成到AIM Photonics的制造工艺中，并且应该会在大约一年内向用户提供带有校准结构的更新工艺设计套件。

  • 原文来源：https://www.electronicsweekly.com/news/business/nist-and-aim-photonics-hook-up-on-rd-2022-12/#respond
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  • 《美国国家标准与技术研究院发布《美国国家半导体技术中心愿景和战略》报告》
    • 来源专题：集成电路
    • 编译者：李衍
    • 发布时间：2023-05-11
    • 据战略科技前沿微信公众号报道，2023年4月25日，美国国家标准与技术研究院（NIST）发布《美国国家半导体技术中心愿景和战略》报告。报告描述了该中心的使命目标、关键计划、治理结构以及其他特点，阐述了美国国家半导体技术中心（NSTC）将如何加快美国开发未来芯片和技术的能力，以保障美国的全球创新领先地位。报告称，美国国家半导体技术中心（NSTC）旨在支持和扩展美国在半导体研究、设计、工程和先进制造方面的领导地位。NSTC将与学术和行业伙伴合作，在全国各地创建附属技术中心，促进一个在规模、广度和侧重点方面都前所未有的研究和创新网络。NSTC将为良好的工作机会打下基础，使美国国内的半导体劳动力得到发展。 一、使命与目标 （一）使命 《为美国半导体制造创造有益激励（CHIPS）法案》（以下简称“法案”）规定：商务部长应与国防部长合作，建立一个国家半导体技术中心，进行先进半导体技术的研究和原型制造、培养美国半导体劳动力，以加强国内供应链的经济竞争力和安全性。该中心应作为公私联合体运营，由私营部门、能源部和国家科学基金会参与。 因此，美国国家半导体技术中心（NSTC）将作为整个半导体生态系统研究和工程的聚集中心，推进和实现颠覆性创新，以确保美国在未来产业中的领导地位。 （二）目标 为履行其法定使命，商务部为NSTC确定了三个总体目标，并希望分阶段建设NSTC，首先建立组织，随后确定早期项目的优先级，并引导重点计划的开发和实施。 目标1：扩大美国在未来应用和产业基础技术方面的领导地位，并加强美国半导体制造生态系统。 （1）在竞争前阶段进行世界一流的研究，产生可供所有参与者使用的设计和工艺技术以及知识产权（IP）。 （2）支持跨生态系统的世界级研究，包括学术机构、政府机构和政府资助的研究机构。 （3）创造重大挑战，支持有针对性的行业路线图，并制定标准以促进广泛的技术开发生态系统协作。 目标2：显著减少成员组织为创新想法进行原型制造的时间和成本。 （1）建立并提供对物理资产的访问，例如端到端原型制造和其他设施和设备。 （2）提供对数字资产和IP的访问，包括设计工具、参考流程、工艺设计套件和数据集。 （3）提供与内部技术人员的接触机会，以协助克服技术和工艺挑战。 （4）创建一个投资基金，旨在吸引大量私人资本进入以半导体为重点的新兴公司。 （5）汇总并管理对商业晶圆厂的多项目晶圆服务的需求。 （6）通过有针对性的访问计划，让传统上不属于半导体行业的社区参与进来。 目标3：建立并维持半导体劳动力发展生态系统。 （1）作为跨行业、学术机构、政府机构和政府资助的研究机构的协调点和资源，提供半导体相关的劳动力数据、培训和发展计划。 （2）鼓励和促进采用多样性、公平性、包容性和可访问性（DEIA）最佳实践和商务部良好工作原则作为所有劳动力投资的基础。 （3）开发和资助劳动力计划，以支持NSTC成员在半导体行业建立和维持职业道路。 二、关键计划领域 NSTC将专注于技术、资产、劳动力三个关键计划领域。 （一）技术领先计划 第一个关键计划领域将侧重于半导体和先进电子技术的领先地位。为此，NSTC将设置以下机制或计划。 1. 重大挑战：重大挑战提供了一种机制，可以协调半导体社区的研发工作以解决更大的问题，服务于建立新的实践社区，并帮助指导进一步的项目投资。同时，吸引传统半导体社区以外的参与者，带来新的见解和专业知识。 2. 技术顾问：为了确定技术重点和重大挑战的具体领域，NSTC将依赖世界级专家的技术建议，这些专家来自工业界、学术界、能源部国家实验室和其他联邦资助的研究和发展中心，以及政府机构。 3. 内部和资助的研究：NSTC将开展和资助与其他机构的研究和合作，主要关注那些将在未来大约5到15年内使行业受益的发展，技术重点由顾问指导并与重大挑战保持一致。 4. 投资基金：法案呼吁与私营部门一起设立投资基金，以支持初创企业以及新企业、学术界和老牌公司之间的合作，旨在促进国内半导体生态系统的创新商业化。 5. 技术交流：通过奖学金、实习和技术交流计划，访问研究人员可以加入在职研究人员的行列，建立一个相互联系的协作社区。鼓励大学建立或使用现有的政府服务休假计划和其他机制，使学生、博士后学者、教师、研究人员、科学家、工程师参加NSTC的活动。 6. 路线图：路线图可以成为跨行业沟通需求和时间线、为研究和商业活动建立明确的目标和可交付成果的有效工具。 7. 标准和协议：NSTC与美国和国际标准机构合作，利用NIST内部的标准开发专业知识，统一供应商和开发商在新兴技术方面的工作，包括小芯粒、先进封装和异构集成。NSTC还将促进工艺和装配设计套件标准的开发，并确保这些标准的适用性。 8. 安全：NSTC将牵头确保国内微电子生态系统的安全。NSTC可以促进安全功能标准的实施，这些标准有助于获硅验证安全性IP的开发和访问。 （二）资产管理计划 NSTC将管理各种物理和数字资产，使广泛的社区受益。为此，NSTC将设置以下机制或计划。 1. 技术中心：NSTC将由总部设施和NSTC附属技术中心的综合网络组成，这些技术中心的位置分布在美国各地。NSTC技术中心网络能够提供端到端制造能力，以实现小批量原型制造和试生产、新材料和器件的实验和测试以及其他研究相关活动。NSTC应努力创建一个开放和协作的研究环境，同时平衡保护技术中心的专有信息的需要。 商务部希望政府实体或计划也可以作为NSTC的附属技术中心，如以半导体制造为重点的美国制造研究所。由于建造新的制造设施的基础设施成本很高，商务部正在探索建立技术中心的几种选择。其中包括建设新设施、收购现有设施，或在NSTC与现有设施之间进行合作，并利用潜在的扩展和升级资金来满足所需的规格。 2. 数字资产：NSTC将寻求新的方法提高设计生态系统的灵活性，包括技术方法和合规管理。NSTC将通过建立基于云的设计支持门户（Design Enablement Gateway）作为半导体无晶圆厂研发的中心，确保IP可以安全共享；通过优先资助EDA和电路设计方面的研究，NSTC将加快新设计的流片时间，以减少代工厂启动新工艺所需的时间，并提高快速验证移植设计的能力。 数据集方面：NSTC将在收集、汇总和共享数据集方面发挥作用，以实现基准测试和运营改进、工具开发、数字孪生创建以及AI模型训练等。这些数据集根据明确的指导方针提供给NSTC成员，这可以大大缩短从电路设计概念到获得硅验证安全性IP的时间并降低成本。 专利方面：NSTC将制定规则和程序来保护其成员的知识产权，包括对知识产权披露、许可和使用的明确程序。作为激励措施，NSTC将努力以合理的成本向成员提供因NSTC资助而产生的知识产权，并促进成员之间适当的知识产权共享。 （三）劳动力计划 劳动力发展是CHIPS激励计划的优先发展事项。NSTC作为一个协调机构和卓越研究中心，将帮助扩大技术劳动力，并充分利用美国政府资助的半导体相关的劳动力计划。 为了实现这些目标，NSTC应该： 1. 与工业界、教育机构、政府机构和政府资助的研究机构合作，确定和推广始终满足行业需求的黄金标准教育模式、体验式学习和培训计划。 2. 创建一个信息交换所，针对教育、经验学习和劳动力培训计划中的研究、最佳实践和机会，进行广泛的收集和传播。 3. 推进半导体和微电子设计领域的职业拓展机会，包括来自弱势群体的个人。 4. 作为一个协作空间来解决产业劳动力的挑战，包括通过召集、调整资源或在产业需求出现时以其他方式提供支持等。 三、治理结构 美国商务部将与国防部合作，根据法案要求，通过公私联盟的方式建立NSTC。在整个半导体生态系统中，NSTC将被视为中立、可信和科学驱动的，其公信力将至关重要。因此，美国商务部将创建一个新的、有目的的、独立的、非营利的实体管理机构，该机构具有必要的中立性、专业知识和领导力以有效支撑NSTC的运营。 （一）运营模式 NSTC的管理结构应谨慎平衡各个公司的专有利益和群体利益。 1. NSTC将确定适当的项目组合及其执行方式，包括NSTC资助执行或联合资助执行。NSTC将采用多种方法来实现目标，包括：为合作项目提供资金、为成员和社区提供收费服务、召集会议活动以促进联合项目开发和路线图制定。 2. NSTC将根据利益相关者的意见建立一个技术中心网络。该网络应确保不同机构的有效集成和工作流程，并确保所有成员的可访问性。 3. NSTC应确定如何最好地聘请行业和教育机构的顾问，根据需要为技术项目、劳动力发展或其他活动提供意见。 （二）财务模式 美国商务部正在制定一种财务模式以指导NSTC的战略发展。《芯片法案》将拨款五年。美国商务部意在以这些资金作为催化剂，建立一个联盟，为未来的研究项目提供资金以应对长期战略挑战，并创建一个可以持续数十年的发展计划。财务模式将探索NSTC的潜在收入来源，并列举未来十年可能发生的成本，以确保满足国家需求的财务模式。NSTC的可能收入来源，除了美国商务部的资助外，还包括会员费、项目服务费、投资基金的回报、知识产权许可费、版税、州政府和地方政府的资助、其他联邦机构以及慈善事业的资助。
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  • 《美国国家标准与技术研究院（NIST）发布《NIST温室气体测量项目：十年的关键成就》报告》
    • 来源专题：计量基标准与精密测量
    • 编译者：李晓萌
    • 发布时间：2024-06-11
    • 在第21届缔约方会议（巴黎）上，人们普遍认为，减少温室气体排放和减缓大气变暖的计划将需要了解现有的排放，以及监测、报告和核实各种来源的排放的计划。由于70%的温室气体（GHG）排放来自世界上大多数人口居住的城市环境，因此需要更加强调对城市环境的监测。 作为美国的国家计量研究院，美国国家标准与技术研究院（NIST）已经对这些测量和标准的挑战做出了回应： a）提高美国准确测量温室气体排放的能力； b）展示城市大气监测网络（自上而下或大气测量方法）在定量确定工业、住宅、交通、发电和其他活动产生的温室气体通量方面的能力； c）利用基于社会经济数据的空间明确排放模型（自下而上或排放模型）方法补充此类测量； d）证明两者的结合提高了对排放估算的信心，同时确定了有待改进的领域。 NIST项目的建立是为了改进对二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氧化亚氮、二氧化碳和氧气的同位素成分、气溶胶和温室气体烟囱排放的测量。开发了新的遥感方法，应用于大范围的技术，扩大了NIST的气体标准计划，与NOAA、WMO的温室气体中央校准实验室密切合作，通过SI可追溯性确保数据的准确性和一致性，并加强对大气温室气体排放测量的相互认可。与其他机构合作，开发了先进的计算工具，以模拟空间明确的排放源、生物排放和吸收过程，并使城市温室气体源归因能够从大气测量中得到。2010年，NIST与普渡大学、NOAA和宾夕法尼亚州立大学合作，在印第安纳州的印第安纳波利斯建立了第一个城市试验台（“涌入项目”）。在洛杉矶（2012年）和东北走廊（2014年）建立了额外的试验台，以测试方法在一系列气象条件和排放概况下的适用性。对于内流，在3年的分析期间（2012-2015年）的结果表明，自上而下的模型和排放模型之间的一致性<3%。在综合方法的测试中，自下而上的排放抵消了+15%，自上而下的方法抵消了-14.2%。这一性能显示出足够的灵敏度，可以每年跟踪缓解行动。（全球都设定了每年1%至3%的减排目标。）200多份档案出版物已产生并被引用超过10,000次，并培养了一支杰出的美国研究团队成功参与应对这一全球挑战。在中国和欧洲合作组织了研讨会，将计量和气象界聚集在一起，共同应对这一共同关心的挑战。世界气象组织的全球温室气体综合信息系统（IG3IS）的形成得到了催化，预计将启动关于温室气体测量的国际文件标准。NIST为推进美国温室气体综合测量、监测和信息系统的国家战略的发展做出了贡献。NIST量化温室气体排放的努力对于实施美国商品期货交易委员会（CFTC）发布的关于在自愿碳市场中列出自愿碳信用衍生品合同的建议指导也至关重要。NIST在解决由地球变暖的大气所带来的排放量化挑战方面做出了重大贡献，并采取了针对导致变暖的主要因素的措施，即温室气体排放到大气中。
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