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半导体:塑造未来科技的关键基石

半导体不仅是现代科技的奇迹,更是数字世界的基石。驱动现代智能手机的芯片内含有超过150亿个晶体管,每个晶体管比病毒还小,却能每秒开关数十亿次。如今,人工智能数据中心的核心半导体可包含数千亿个晶体管,数量庞大到如果每秒数一个,数完一块芯片上的所有晶体管需要超过6000年。这一基础性技术正推动现代创新,彰显先进半导体研究、设计和制造的神奇之处。

至2025年,半导体将不仅是消费设备的组件,更是塑造美国未来的关键基石。从人工智能、量子计算到先进通信网络和国防系统,芯片处于21世纪全球科技领导力竞争的核心位置。

65年前,美国工程师发明了半导体,美国半导体产业至今仍是全球领导者,占据全球芯片收入的50%多一点。然而,随着世界各地的竞争对手试图挑战美国的领先地位,美国在全球芯片制造产能中的占比急剧下降——从1990年的37%降至2022年的仅10%。若此趋势持续,美国半导体产业可能在制造工艺技术、设计和架构以及开发下一代芯片所需的关键材料等方面进一步落后。

幸运的是,里程碑式的政府激励措施和研究投资帮助扭转了这一趋势,标志着国家重新致力于加强美国在这一关键领域的领导力。短短几年内,我们已看到巨大投资回报:28个州宣布了超过100个项目,私人投资总额超过5000亿美元。这些项目预计将创造和支持超过50万个美国就业岗位,并有助于到2032年将美国的芯片制造产能提高两倍。

合理的政府政策比以往任何时候都更能决定我们产业的成长和创新能力。华盛顿和世界各国的决策正在重塑全球半导体格局。美国在芯片领域的持续领先地位将取决于推进国内明智的税收、研究和劳动力政策,加强美国的供应链,在全球市场保持成本竞争力,并确保贸易和国家安全政策既能实现其目标又不会扼杀创新。现在做出的选择不仅将塑造该产业的未来,还将影响美国在世界上的地位。

本报告简要介绍了2025年该产业的现状:正在取得的进展、面临的挑战以及正确应对的重要性。

美国的半导体生态系统

美国的芯片制造激励措施和研发投资正在产生巨大的投资回报,并加强美国的半导体供应链。但要维持和扩大这些投资、巩固美国在芯片设计领域的领先地位、建设美国的半导体人才队伍,仍有更多工作要做。

半导体产业是全球最先进的制造及研发领域之一。《美国半导体生态系统地图》展示了该产业的广度,包括开展研发的地点、知识产权和芯片设计软件提供商、芯片设计、半导体制造,以及半导体制造设备和材料供应商的生产情况。

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上图《半导体供应链投资地图》显示了美国半导体产业布局的近期扩张,涵盖了28个州超过100个芯片生态系统项目近期宣布的、总额超过5000亿美元的投资。维持美国在半导体研发、设计、制造及供应商基础方面的世界领先地位,是经济和国家安全的当务之急。

制造领域

经过数十年美国在全球芯片制造产能占比下降的情况后,半导体产业正通过大规模国内投资引领美国的再工业化努力。2020年特朗普总统第一任期内启动的关键芯片制造激励措施正在加速这一进程,扩大美国的半导体生态系统并解决紧迫的经济和国家安全优先事项。

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截至2025年7月,半导体生态系统中的企业已宣布超过5000亿美元的私营部门投资用于28个州的100多个芯片生态系统项目。这些项目预计将创造和支持超过50万个美国就业岗位,包括半导体生态系统中的6.8万个设施岗位、12.2万个建筑岗位以及美国经济中其他领域超过32万个相关岗位。

为巩固这一成果,华盛顿的领导人在2025年7月颁布法案强化了一项关键的税收激励措施——先进制造投资抵免(AMIC),该措施助力推动了企业的这些投资。新法案将AMIC的比例从25%提高到35%。美国半导体行业协会(SIA)还支持将该抵免期限延长至2026年到期之后并扩大其覆盖范围纳入芯片研发和设计领域。此举将进一步加速美国的再工业化刺激更多投资增强美国的全球竞争力。

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研发领域

联邦研发投资正在构建维持和拓展美国技术领先地位的框架加强研究人员与制造商之间的联系加速将新创新转化为商业或国防产品及应用其效益将在整个经济中倍增并增强美国的国家安全。

联邦机构在半导体相关领域的基础研究和应用研究为创新和美国未来的半导体技术领先地位奠定了基础。

许多这些关键的研究举措由美国国家科学基金会(NSF)、美国国家标准与技术研究院(NIST)、美国能源部(DOE)科学办公室资助或运营同时还有联邦资助的半导体研究项目如国家半导体技术委员会(NSTC)、国家先进封装制造计划(NAPMP)以及美国半导体制造与先进研究双子计划(SMART USA)。

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