麦肯锡：美国国防部微电子资金怎样保持较高水平

集微网消息，据华尔街日报报道，在美国国内急迫必要半导体本事用以支持国防和贸易应用之际，除了采购嵌入式微电子之外，美国国防部（DOD）还为未来五年微电子研发划拨数十亿美元。对此，晶圆厂运营商和集成装备制造商（IDM）必要细致思量怎样以及在那里支持国防部掩护国家的关键任务。除了顺应当局不绝厘革的优先事项外，最好的公司应该提供支持制造业根本办法新投资所需的产物和服务。

在两用（贸易和国防）技能研究方面，国防部用于微电子器件、工艺和配套根本办法的预算将从2022年的5.31亿美元跃升至2023年的11亿美元左右（图1）。对于定制技能（重要是国防应用），预算将小幅上涨，从8.64亿美元增至9.14亿美元。在这两种环境中，国防部操持投资都将在2024年再次增长，只管速率略有降落，在2027年之前保持较高的水平。

图1

由于国防部力图扩大对两用技能的使用，新资金中有很大一部门用于这一目标。这些投资是由可信代工操持（比方，快速包管微电子原型-商用化，或RAMP-C）约3.3亿美元的推动以及在两用集成和封装技能方面的3.8亿美元投资动员的。与此同时，在开发新的定制微电子方面，稳固的投资反映了支持国防部独特的运营要求和本事有连续的须要性。

RAMP-C以及很多其他操持已经得到全部或部门授予，因此公司可以通过评估国防部2023年以后的优先事项得到最好的服务。比方，制造商和操持者大概将本身定位为支持国防部根本办法优先事项的关键相助搭档。公共信息表现，美国国防部将在三个范畴连续举行大规模投资（表2）：

* 可信微电子。为这一成熟用例提供资金的目标是确保国防部可以或许在贸易规模上得到安全、尖端的两用微电子根本办法。固然可信托微电子的经费仍旧很高，但预计会随着时间的推移而降落。

* 定制保障装备。将连续投资研发针对国防操纵环境的新定制和有保障的装备（如逻辑和存储器）。

* 封装与集成技能。一个关键的两用重点范畴将是创建封装和集成生态体系的根本办法，这将有助于国防部在国内发展整合定制和两用电子产物所需的本事。

图2

投资重点

在上述种别中，企业可以思量三个关键的投资范畴。

可信微电子

两用拨款（2023年约为11亿美元）包罗约6.7亿美元的可信微电子拨款。目标是确保国防部可以或许与国内贸易晶圆厂创建搭档关系，安全地获取开始进的贸易微电子。这些搭档关系重要通过可信代工操持创建，该操持将通过RAMP-C等新办法在2023年得到约3.3亿美元的额外拨款。《芯片与科学法案》的通过可以提供额外的资金，到2027年都可以重新拨给国防部的20亿美元中获取资金。

对于贸易到场者来说，新的资金大概会鼓励国内微电子根本办法的创建、扩展或当代化。这将增补其他机构建立根本办法提供的资金。

定制保障装备

超9亿美元的资金将用于贸易服务不包罗的特定国防需求的付出种别。这将办理国内存在的技能差距（比方抗辐照加固操持），由于私家晶圆厂和集成装备制造商缺乏自主开发办理方案的动力或规模。超4.5亿美元的资金用于网络新装备，如国防应用可编程逻辑（PLAID），以及工艺和晶体管操持，如铁电盘算。这还将有助于确保国防部可以或许访问符合国际武器运输条例（ITAR）的办法，包罗涉及颠末认证的国防微电子（DMEA）专用集成电路（ASIC）的运动。定制射频（RF）研发的资金水平略低，反映了氮化镓（GaN）技能的成熟。用于为下一代通讯、传感器和非动能效应提供动力的下一代超宽带隙（UWBG）质料的新兴资金相对较少。

封装与集成技能

美国国防部已拨款约5.6亿美元用于研究定制和两用封装和集成技能。这笔资金旨在在国内促成一种可行的替换现有封装技能的办法，并支持新的办理方案。重要会合在将传统的硅逻辑与新型射频、光子学或复合半导体——即三维异构集成（3DHI）相团结。3.8亿美元用于创建公私双重搭档关系的陆上生态体系，这一范畴的预算增长速率是全部应用中最快的。另一资金目标是为公共和贸易开发职员创建一个可访问的工艺操持工具包（PDK）。2023年，险些全部的两用资金都将是新增资金净额，这反映出必要缩小国内下一代技能差距。

对运营商和IDM的影响

对于晶圆厂运营商和IDM而言，这项研发投资提供了一个机会,可以使用现有的两用资金来扩大产能，让本身做出公道的选择,在技能向生产过渡时，生产两用芯片，并有大概生产新的定制装备组合。此中一些资金已为人所知并得到授予。但其他项目，如美国国防部高级研究操持局的下一代微电子制造（NGMM）研究项目，大概提供得到新投资的新机会。在以后的阶段还大概有后续步调化入口。现在的动态还可以特别地让公司得到国防部为下一代雷达和通讯体系提供的后续资金，开发新的产物组合，比方通过三维异构集成氮化镓功率放大器和Si CMOS逻辑。

2027年美国国防芯片基金国防专用拨款将达至20亿美元。这大概为支持国防部的任务提供进一步的机会，由于国内业务有直接的鼓励步伐，包罗产能扩充和劳动力发展。这些鼓励步伐将在其他联邦机构推出的更广泛的芯片办法下所放大。

无晶圆厂或拥有自主代工厂的传统航空公司也将受益匪浅。定制微电子的操持和开发是一个公道的重点范畴，但创建一个有弹性和有保障的供应将必要整个代价链的相助。研发阶段的项目，如NGMM，将创建公私相助搭档关系和同盟，可以确保两用投资反映各方的国家安全需求（比方，通过工艺操持工具包和PDK元素）。这种利益在纯粹的贸易安排中大概会丧失。美国国防芯片基金还为将操持迁徙到新的陆上办法提供鼓励步伐，为公司创造了一个机会可以与国防部日益强大的开始进的晶圆厂生态体系缔盟和相助。

国防部资金增长并在未来一段时间内连续增长，供应商有一个难过的机会让其本事与国家安全新出现的优先事项雷同等。具有前瞻性的公司将细致思量可以或许最好地支持国防部的方式，以及新资金促进加快增长的方法。（校对/李沛）