美国首个半导体数字孪生研究所将获2.85亿美元补贴

当地时间11月19日，美国拜登政府宣布，美国商务部和半导体研究公司制造联盟公司 （SRC） 正在进行谈判，计划依据《芯片与科学法案》向 SRC 提供2.85亿美元的补贴资金，以支持其建立和运营总部位于北卡罗来纳州达勒姆的美国制造研究所。

据介绍， SRC 的投资总额为 10 亿美元，将支持美国首个芯片制造研究所的建立，这个名为 SMART USA （Semiconductor Manufacturing and Advanced Research with Twins USA，美国半导体制造和先进研究与数字孪生） 的新研究所将专注于开发、验证和使用数字孪生来改进美国国内半导体设计、制造、先进封装、组装和测试流程。

SMART USA 还将加入一个由 17 个研究所组成的现有网络，旨在提高美国制造业的竞争力并促进强大的研发基础设施。SRC 是北卡罗来纳州研究生态系统的重要组成部分，包括与北卡罗来纳州大学长达数十年的合作关系。

美国商务部长吉娜·雷蒙多（Gina Raimondo）说：“美国在世界舞台上的技术领导地位取决于它与全球最优秀和最聪明的人合作的能力。感谢拜登总统和哈里斯副总统的领导，我们正在开辟新的途径，以更好地维护美国国家安全，并通过建立 SMART USA Institute 进一步推动技术创新。凭借新的数字孪生功能，美国正在创造与世界各地专家和研究人员合作的无与伦比的机会，以开发半导体行业技术进步的下一个前沿。”

数字孪生是复制物理对象（如芯片或复杂机械）的虚拟模型。工程师和研究人员可以使用这些虚拟模型以数字方式设计、开发和测试流程，然后再将其应用于现实生活。基于数字孪生的研究还可以利用人工智能等新兴技术来优化芯片设计，提高生产效率，并通过简化操作和减少昂贵的调整需求来降低成本。此外，这些技术将通过提供实时反馈、基于位置的学习和接触以前无法访问的系统来扩大劳动力机会。通过数字孪生，研究人员和技术人员可以开发新的技术技能、工具、机械系统和化学品，同时保护工作场所的安全。

“今天的宣布是在拜登总统的领导下向前迈出的又一步，旨在将半导体制造业带回美国，并投资于赢得未来所需的研发，”总统科学技术助理兼白宫科技政策办公室主任 Arati Prabhakar 说：“通过《芯片与科学法案》，我们正在促进私营部门投资，这些投资正在推进为许多其他行业提供服务的供应链。我们正在创造高薪工作，以养家糊口并改变人们的生活。

SMART USA 将召集公司、初创公司、研究人员和学术界，并提供实物资产和新颖的数字功能，以便实现：

1、加快先进半导体技术的开发和采用。通过简化这一流程并缩短上市时间，SMART USA 将有助于加速美国芯片设计和制造的创新。

2、缩短芯片生产的时间和成本。该研究所将使用数字孪生实施高效的设计和验证方法，从而显著降低费用并提高生产力。

3、为下一代半导体工人提供培训机会：这包括制定旨在技能发展和劳动力准备的计划。

“数字孪生技术可以在美国的半导体研发生态系统中开启一个新的创新前沿，”美国商务部负责标准和技术的副部长兼国家标准与技术研究所所长 Laurie E. Locascio 说。“有了新的SMART USA，美国既扩大了其半导体制造和研发能力，又加强了国内半导体研发生态系统，这将是未来几年的关键创新引擎。”

“我们很荣幸获得美国对 SMART USA 在推动半导体创新方面的关键作用的认可。获得 CHIPS Manufacturing USA 研究所的称号，再次肯定了我们致力于促进整个半导体生态系统的协作和卓越表现的决心。SMART USA 的核心是将人们作为一个有凝聚力的团队聚集在一起。通过这种合作，我们利用了合作伙伴的集体优势和专业知识。团队合作是我们战略的基石，正是通过这种团结的努力，我们将成功实现我们的雄心勃勃的目标，“SMART USA 执行董事 Todd Younkin 说。

SMART USA 及其计划成员遍布 30 多个州，预计有 150 多个合作伙伴实体，代表工业界、学术界以及供应链设计和制造的方方面面。合作者还包括 10 个国家实验室、5 个制造研究所、5 个经济发展机构和 4 个贸易和工会团体。美国芯片制造研究所将加入由 17 个研究所组成的现有网络，旨在提高美国制造业的竞争力并促进强大的研发基础设施。

SMART USA 的目标是在五年内：

1、召集半导体设计、制造、先进封装、组装和测试行业的利益相关者，在协作环境中解决与数字孪生相关的共同挑战;

2、通过使用数字孪生改进产能规划、生产优化、设施升级和实时流程调整，将美国芯片开发和制造成本降低 35% 以上;

3、将半导体制造、先进封装、组装和测试的开发周期缩短 30%，并加快相关创新技术的开发和采用，包括突破性工具、材料和制造工艺;

4、展示与半导体制造相关的温室气体排放量减少 25%;

5、对 100 多名工人和学生进行数字孪生技术培训。