DOI編碼:10.3969/j.issn.1674-5698.2025.04.0018
Path and Enlightenment of Pre-research on Chip Industrial Standards in the U.S.
JIANG Guan-nan ZHANG Zheng-min (Shanghai Institute of Quality and Standardization)
Abstract:[Objective]This paper studies the implementation pathofpre-researchon standards inthechipindustryof the U.S.,in ordertoprovidereference fortheestablishmentofacomprehensive systemforpre-researchonstandards.[Methods] Thepaperanalyzes the U.S.'sstrategiesandpolicies as wellas measures taken bothbyits governmentagenciesandcivil organizations in supporting pre-research onstandards inthe chipindustry,andsummarizes its maincharacteristics which gaveus enlightenment considering the practicaldevelopment andurgentproblems forthe standardization of China'schip industry.Results]Itproposessuggestionsforbuildingapreresearchsystemforstandardsfromaspectsoffnancialsupport, pilot programs,platform construction andmethod innovation.[Conclusion]The United States isstrengthening pre-research on stanards inthechipindustry,which isworthconcerningWeshouldfurtherenhancethecoordinateddevelopmentof standards andtechnologies through pre-researchonstandards,thusbreaking thedilemmaininternationalchipindustry with both technology breakthroughs and improved standard competitiveness.
Keywords: chip industry, pre-research onstandards, coordinated development of standards and technologies
0 引言
全球新興技術發(fā)展迅速,芯片領域技術更新選代快、創(chuàng)新應用層出不窮,這對于標準研制效率要求更高。傳統(tǒng)上“先技術、后標準”的標準研制后置模式,已經(jīng)無法匹配技術發(fā)展的時效性需求。在這種背景下,標準預研究成為標準與科技協(xié)同發(fā)展的新路徑。其不僅有助于在科技創(chuàng)新早期階段融入標準化規(guī)劃,還能確保標準研制步伐匹配技術發(fā)展速度。
全球多國高度重視通過標準預研究促進芯片標準化發(fā)展,其中美國最為典型。美國在芯片產(chǎn)業(yè)積累了較為成熟的標準預研究經(jīng)驗,助力技術創(chuàng)新高效轉(zhuǎn)化為芯片標準,搶占國際標準先機。本文研究美國推進芯片標準預研究的戰(zhàn)略政策以及政府和民間各層面的實踐舉措,為我國建立芯片標準預研究體系、推進芯片產(chǎn)業(yè)技術與標準協(xié)同發(fā)展提供參考借鑒。
1 標準預研究的概念
標準預研究(Pre-standardizationResearch,也譯為“預標準化研究”)是一個較新的概念,國際上目前尚無統(tǒng)一定義,學術界對于標準預研究也尚未形成系統(tǒng)研究。本文基于我國及美國政策文件以及學術研究中涵蓋的范疇,對標準預研究進行界定。
我國《貫徹實施lt;國家標準化發(fā)展綱要》行動計劃(2024一2025年)》中提出了強化新興領域標準化預研究的要求,但尚未進行具體界定。根據(jù)我國生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《國家生態(tài)環(huán)境監(jiān)測標準預研究工作細則(試行)》中定義,“預研究指在標準項目立項之前按照標準制(修)訂相關要求開展的標準化研究”,表明其對標準預研究的界定以標準項目立項為劃分節(jié)點。我國學者通常也采用這種劃分方式。例如,呂原原等在關于醫(yī)療器械標準預研工作的研究中,將標準預研工作定義為“標準的預立項研究,也就是標準立項的前置研究基礎和成果,是標準在立項前進行的具有探討性質(zhì)的工作”。
美國國家安全局在《持久安全框架》中指出,關鍵和新興技術(CET)標準生命周期始于標準化開始之前的預標準化活動,即新技術開發(fā)的早期標準化,包括向標準提供技術貢獻的研發(fā)(Ramp;D)活動、非正式的行業(yè)規(guī)范或開源軟件、與標準開發(fā)組織合作的研究和戰(zhàn)略規(guī)劃論壇等多種活動,從而促進協(xié)調(diào)和及早參與標準化,推動新興技術標準發(fā)展。美國《關鍵和新興技術國家標準戰(zhàn)略實施路線圖》(簡稱“CET戰(zhàn)略實施路線圖”)中對標準預研究的定義比較具體、涵蓋范圍廣,認為標準預研究包括但不限于:繪制標準路線圖或制定初步文件,為正式標準的開發(fā)奠定基礎;通過多種渠道進行信息交流與共享;評估當前標準化活動和前景、標準差距和需求,為研究工作提供信息;識別標準化及測量需求的優(yōu)先級,提供標準化所需的基礎信息;圍繞特定的標準化目標開展研究等。
Nehr等分析了通過標準預研究成功進行創(chuàng)新轉(zhuǎn)化的案例。在其研究中,由市場對技術的特定需求開始,到技術研究和市場應用,直至“預標準”轉(zhuǎn)化為正式標準前的所有工作,均涵蓋在標準預研究過程中。Caputo等在研究納米醫(yī)療國際標準化路線圖時,將開放創(chuàng)新試驗平臺和產(chǎn)品開發(fā)、相關國際標準化工作、參考物質(zhì)/標準操作程序和標準文件開發(fā)、計量等各方面工作,均視作標準預研究舉措。
結(jié)合上述觀點,本文采用較為廣義的概念,將正式標準產(chǎn)出前、科技創(chuàng)新各環(huán)節(jié)涉及標準化的相關工作均納人標準預研究考量,這主要是因其為標準化工作最終產(chǎn)出的可交付成果提供了前部基礎。然而,本文重點并非側(cè)重芯片技術細節(jié),而是聚焦于如何通過標準預研究加強技術與標準的聯(lián)動,從而在科技創(chuàng)新的早期階段,對標準開發(fā)進行前瞻性布局和規(guī)劃,促進技術與標準的協(xié)同發(fā)展。
2 美國芯片產(chǎn)業(yè)標準預研究路徑
2.1美國芯片標準發(fā)展概況
美國是芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的領先國家,積累了深厚的先發(fā)優(yōu)勢,形成了良好的創(chuàng)新閉環(huán)。美國芯片占全球市場份額超過一半,這種市場優(yōu)勢為創(chuàng)新提供了充足的資金支持。美國芯片行業(yè)的研發(fā)強度一直很高°,占銷售額的 19.5% ,在所有行業(yè)研發(fā)支出占比里排在第二位。高水平的投人反過來也推動了美國芯片行業(yè)的不斷創(chuàng)新,以創(chuàng)新成果反哺研發(fā)投人,進一步加強在全球市場的優(yōu)勢地位。
這種持續(xù)創(chuàng)新向標準高度轉(zhuǎn)化,建立起國際標準中美國的話語權體系。美國大西洋理事會發(fā)布的報告稱,美國在大部分國際標準組織中的主導權居于首位,在多個重要國際標準組織中掌握著超過50% 的投票權,特別是在成熟的標準組織中占有最多的席位,如在IEEE中 67% 的標準委員會成員來自美國。美國企業(yè)高度參與了目前全球芯片企業(yè)所遵循標準的主要制定組織。據(jù)統(tǒng)計,在國際半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SEMI)中,美國企業(yè)占成員總數(shù)超過 40% .在固態(tài)技術協(xié)會(JEDEC)中,美國企業(yè)占據(jù)了技術委員會主席職位的 56% 。在ISO/IECJTC1與芯片密切相關的工作中,美國國家標準化機構(gòu)(ANSI)擔任了分技術委員會SC31的秘書處。美國專家還擔任了IEC中與芯片密切相關的TC46/SC46F的秘書、TC47的主席及其SC47D的主席。
未來,芯片與其服務市場領域的融合發(fā)展和創(chuàng)新性應用將發(fā)揮更大作用,為新興經(jīng)濟體提供了廣闊的發(fā)展空間。美國認為在新興技術領域有更多來自國際趕超的威脅,引發(fā)其對維持標準領先地位的擔憂。美國商務部先進技術訪問委員會(VCAT)指出,美國首先應著眼于國內(nèi)標準預研究,鼓勵更廣泛的研究團體開發(fā)和貢獻標準預研究材料,為美國從事有利于競爭的標準化活動提供肥沃的土壤。
2.2芯片標準預研究政策支持
基于這種擔憂,美國近年來頻繁出臺政策\"\",強調(diào)對標準預研究加大投人,加強技術研發(fā)與標準化同步推進的力度。其中,最為全球廣泛關注的包括《芯片和科學法》和《美國政府關鍵和新興技術國家標準戰(zhàn)略》。
2022年8月,美國出臺《芯片和科學法》(簡稱為“芯片法案”),可謂美國多年來芯片領域的“集成式”法案和產(chǎn)業(yè)政策上的最大突破\"。芯片法案為美國本土的芯片發(fā)展專門建立了“美國芯片計劃(CHIPSforAmerica)”,其中撥款110億美元用于支持芯片研發(fā),通過4個綜合方案實現(xiàn),分別是:國家半導體技術中心(NSTC)、國家先進包裝制造計劃(NAPMP)、美國芯片制造研究所(ManufacturingUSA)、計量計劃(MetrologyProgram)。計量計劃與其他3個方案密切相關,通過推進半導體測量和標準研究,為所有方案提供計量基礎,并將標準化融合到芯片研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的全生命周期中。
2023年5月,白宮又發(fā)布《美國政府關鍵和新興技術國家標準戰(zhàn)略》(簡稱為“CET戰(zhàn)略”),成為首個美國政府層面的標準戰(zhàn)略。戰(zhàn)略將半導體和微電子列為對美國競爭力和國家安全至關重要的CET領域之一,并提出:
(1)加強投入。要求進一步增加對CET研發(fā)和標準預研究的投入,確保為未來的標準研制奠定扎實基礎。為此,美國在2024年年度預算中對各項研發(fā)的資金支持總額高達歷史性的2100億美元,用于推動對標準的技術貢獻。
(2)加強參與度。鼓勵私營部門就標準格局的動態(tài)變化情況向政府提供相關信息或展開其他形式的合作,共同確定美國可以牽頭發(fā)展的新國際標準委員會領域,以及美國應優(yōu)先考慮參與和領導的領域。
(3)加強政府領導力。對于早期技術開發(fā),美國政府應召集專家,確定標準開發(fā)的合適時機,促進美國參與高度優(yōu)先的早期CET領域的標準研制,在技術尚處于萌芽階段時就同步部署標準化工作。
上述三大方針分別從投人、公私合作和政府參與三大方面加強對標準預研究的支持。為支持戰(zhàn)略方針的落實,美國于2024年7月又發(fā)布CET戰(zhàn)略實施路線圖,提出了具體行動措施,要求對標準制定的全生命周期(從標準預研究到標準出版和采用)進行持續(xù)投資,識別政府參與標準預研究的機會,協(xié)調(diào)政府對標準預研究的支持,并在雙邊和多邊科學和技術合作協(xié)議中,尋求將可能產(chǎn)生標準的CET研發(fā)和預標準化相關的工作和計劃納入其中。
從CET戰(zhàn)略及實施路線圖可以看出,美國正以更大規(guī)模的持續(xù)投入激勵技術研發(fā)與標準開發(fā)的并軌推進,不僅對私營部門的標準預研究活動予以大力支持,更是強化了政府的角色,對政府在支持、參與和協(xié)調(diào)本國及國際標準預研究方面提出了明確要求,共同鞏固美國在國際標準發(fā)展中的影響力和領導力。
2.3政府舉措
在政策框架下,政府主要通過商務部下屬機構(gòu)NIST采取芯片標準預研究行動。NIST是協(xié)調(diào)美國政府參與私營部門標準化活動的主要機構(gòu),也是領導實施“芯片計劃”的主導機構(gòu)。
(1)創(chuàng)新標準預研究方法
NIST作為政府機構(gòu),其一大優(yōu)勢是擁有豐富的政府資源,集研究、計量、標準化、創(chuàng)新為一體,這為開展標準預研究奠定了基礎優(yōu)勢。NIST本身開展先進測量技術研究,提供半導體標準參考材料、標準參考儀器、標準參考數(shù)據(jù),為標準研制提供有力的技術支撐。
標準優(yōu)先領域及需求識別是NIST開展標準預研究的重要一環(huán)。2022年9月,NIST從計量角度確定了半導體制造業(yè)七大挑戰(zhàn)和32個行動路線[2;10月,NIST將32個行動路線整合為20個計劃重點領域;后續(xù)進一步細化為10個優(yōu)先重點領域,包括設備和軟件的互操作性標準,自動化、虛擬化和安全標準。3D結(jié)構(gòu)和先進材料計量等。
近年來,NIST愈加關注標準預研究的創(chuàng)新方法。2023年9月,NIST召集半導體領域各利益相關方召開首屆芯片標準峰會,探討有關芯片研發(fā)標準的問題,并把標準預研究作為一個獨立主題進行了討論。隨后,NIST凝聚行業(yè)共識,提出在加速標準開發(fā)方法上進行創(chuàng)新,探索標準孵化器和加速器,為技術專業(yè)人員提供標準研制方法、用例、環(huán)境、工具等多方面的支持,保障標準跟上行業(yè)創(chuàng)新的快速步伐;同時,要求加強標準與研究聯(lián)動的標準預研究戰(zhàn)略,包括建立行業(yè)研究與標準間的互動渠道、提供試驗臺、制定全行業(yè)框架和路線圖、評估標準路線圖的時機和側(cè)重點、探索標準準備水平指標和評估框架,以及加強標準預研究的國際合作等,從而將標準與研究過程全面融合。
(2)創(chuàng)新公私標準協(xié)作
NIST與行業(yè)企業(yè)、標準組織、高校院所等眾多利益相關方開展了多種形式合作,例如與谷歌、英特爾等企業(yè)簽訂合作協(xié)議,在納米技術和半導體領域開展技術聯(lián)合研發(fā)和行業(yè)標準研究。NIST培養(yǎng)了許多技術和標準化專家,直接參與了標準組織的大量活動。據(jù)統(tǒng)計,2022年,579名NIST工作人員合計參與了328個標準組織的3000多項標準活動,將研究成果和專有知識直接引入標準制定過程。
為促進深入?yún)f(xié)作,NIST于2023年創(chuàng)建了半導體創(chuàng)新計量交換(METIS)項目,目標是構(gòu)建一個數(shù)據(jù)交換生態(tài)系統(tǒng),方便公私各方共享芯片計量研究成果,包括標準參考數(shù)據(jù)、模型、測量方法、參考工藝設計套件、參考材料、標準和出版物等,以促進研究成果轉(zhuǎn)化。2024年9月,NIST發(fā)布了METISbeta測試版,一旦全面部署,METIS后續(xù)將提供所有芯片計量計劃的研究和數(shù)據(jù),作為芯片標準開發(fā)的技術輸入。
NIST近年還常采用建立公私聯(lián)合體的新方式協(xié)調(diào)公私共同推進標準預研究。為響應芯片法案要求,NIST于2023年成立了創(chuàng)新聯(lián)合體——國家半導體技術中心(NSTC),囊括多元利益相關方參與,建立集中的研究、工程和項目能力,支持一系列標準預研究項目,包括行業(yè)和研究界識別重大挑戰(zhàn)、原型設備供應和運營、標準化協(xié)調(diào)和國際標準合作、標準路線圖以及標準的開發(fā)等。
為響應CET戰(zhàn)略及實施路線圖提出的目標,NIST于2024年10月又通過一項為期5年的合作協(xié)議,向美國材料與試驗協(xié)會(ASTM)撥款1500萬美元建立標準化卓越中心,并與多個標準組織合作。該中心特別關注私營部門,特別是中小企業(yè)對標準預研究和國際標準化的參與,并創(chuàng)建信息和數(shù)據(jù)共享中心,提供為滿足特定CET發(fā)展需求和優(yōu)先事項而專門定制的信息和工具。這種公私聯(lián)合體的新方式一大優(yōu)勢是對公私資源進行了優(yōu)化配置和共享,從而避免創(chuàng)新研發(fā)及標準工作的重疊投入。
2.4民間舉措
以ANSI為代表的美國民間各組織開展了多樣化的標準預研究活動。特別是,路線圖作為一種高效識別標準需求的手段,貫穿在標準預研究工作中。
(1)ANSI標準協(xié)作機制
ANSI是美國自愿性標準體系的協(xié)調(diào)中心。為了協(xié)調(diào)國家/全球優(yōu)先事項的標準需求,ANSI建立了標準化協(xié)作機制[15],通過標準協(xié)作組開展一系列的活動,為新興技術的標準化提供協(xié)調(diào)、指導和孵化。自1994年以來,ANSI已經(jīng)發(fā)起了19項標準協(xié)作[16]。
2022年ANSI建立了微電子標準化全球供應鏈安全協(xié)作組,促進半導體和微電子領域標準開發(fā)。該協(xié)作組以標準路線圖的模式開展了工作:
1)基于目標征集信息。為了收集和評估有關標準化活動的信息,協(xié)作組向標準開發(fā)組織及相關機構(gòu)發(fā)送了信息征集請求(RFI),以向標準化受眾明確闡述協(xié)作組的工作背景和目標,收集行業(yè)共識標準、當前標準活動或其他相關指導文件的信息
2)深人探討并識別差距。2022年7月和10月,協(xié)作組先后舉辦兩輪研討會,召集來自學術界、行業(yè)界、政府部門、標準開發(fā)組織和貿(mào)易協(xié)會的主題專家參加,西門子、微軟、英特爾、格芯等多個芯片龍頭企業(yè)均參會。ANSI與各方共同梳理已有標準和正在開展的工作,評估標準內(nèi)容與需求的差距。同時,在標準開發(fā)時間規(guī)劃、標準一致性、消除重復工作等方面,推動各方達成共識。
3)總結(jié)歸納形成匯編?;谛畔⒄骷⒀杏憰罢{(diào)查回復等渠道收集到的反饋,ANSI繪制了《微電子標準化全球供應鏈安全標準路線圖與差距分析表》,描繪當前已有標準和正在制定的標準全貌,確定標準可用性、適用性、覆蓋范圍和標準需求,列出標準制定組織及其他標準活動清單,為后續(xù)建立微電子可信供應鏈和運營安全標準生態(tài)提供詳細信息。
(2)技術組織/標準組織
鑒于芯片產(chǎn)業(yè)鏈的高度復雜分工,目前國際主要標準組織都專注于特定領域,一邊推進技術研究,同時推動標準制定。以SEMI為例,SEMI廣泛開展半導體市場調(diào)研和分析、發(fā)布技術趨勢和市場報告、與產(chǎn)業(yè)伙伴開展合作項目;在全球多地組織各類技術研討會和國際會議,為半導體行業(yè)的專業(yè)人士提供交流平臺;通過《電子觀察》等出版物,跟進各個技術細分領域最新發(fā)展中的標準化活動、標準修訂或新標準制定、專家觀點等。
繪制路線圖也是行業(yè)廣泛采取的方法,集中體現(xiàn)了行業(yè)共識與需求。20世紀末,美國半導體工業(yè)協(xié)會(SIA)聯(lián)合歐洲和亞洲的半導體行業(yè),發(fā)布了著名的《國際半導體技術路線圖(ITRS)》,以協(xié)調(diào)全球范圍內(nèi)的半導體行業(yè)發(fā)展。ITRS歷經(jīng)數(shù)次更新,于2015年發(fā)布2.0版本。為解決更廣泛的系統(tǒng)集成方法,2016年開始,ITRS變更為《國際設備和系統(tǒng)路線圖(IRDS)》,由IEEE主導每年更新,涵蓋了電子行業(yè)的廣泛范圍,包括計算系統(tǒng)、架構(gòu)和軟件以及所含芯片和半導體器件,同時還涉及云計算、物聯(lián)網(wǎng)等許多關鍵領域和技術。
ITRS和IRDS均將計量研究作為標準預研究的重要部分,特別指出,計量解決方案最好在特定技術投人生產(chǎn)之前開發(fā)好,不僅為研究人員和設備制造商提供信息,也可以作為標準組織研制關鍵標準的輸入,進而通過標準的采用推進技術發(fā)展。IRDS2023版識別了光刻、互聯(lián)技術以及3D和異構(gòu)集成、參考材料、虛擬計量、新興研究材料和設備等若干細分領域的最新計量挑戰(zhàn)和標準需求。
類似還有多個細分領域的路線圖,如半導體研究聯(lián)盟(SRC)發(fā)布的《半導體十年計劃》及其擴展的《微電子和高級封裝路線圖(MAPT)》。這些路線圖從不同行業(yè)角度互為補充和完善,在半導體和芯片的廣泛范圍內(nèi)識別行業(yè)技術創(chuàng)新過程中的標準差距和需求,為同步規(guī)劃標準研制支撐技術發(fā)展提供可靠指導。
2.5特點總結(jié)
對美國芯片產(chǎn)業(yè)標準預研究路徑進行總結(jié)可以看出,美國芯片標準預研究呈現(xiàn)出以下明顯特點
(1)高度重視和大力支持標準預研究
美國將標準預研究提升到國家戰(zhàn)略層面予以重視,通過立法、戰(zhàn)略持續(xù)加大資金支持力度,建立專項“芯片計劃”,不僅明確重點領域、資金分配,更是制定細致、全面的行動規(guī)劃。特別值得關注的是,美國在政策文件中反復強調(diào)加強政府的參與和領導,這與美國以往主張“自下而上”“市場驅(qū)動、民間主導”的方法有所不同,反映了美國在芯片這一戰(zhàn)略領域強化政府作用,將政府在標準化中的角色由參與者和使用者向關鍵領域領導者轉(zhuǎn)變。
(2)建立全面的標準預研究參與者體系
美國公私各層面積極開展了不同形式的芯片標準預研究活動,并相互協(xié)調(diào)、彼此滲透。政府以NIST為核心機構(gòu),開展先進計量研究作為標準技術支撐,并通過合作項目、研討會、路線圖、人員互通、新型聯(lián)合體等形式,協(xié)調(diào)公私資源實施“芯片計劃”。ANSI作為民間標準化活動的協(xié)調(diào)中心,通過標準協(xié)作機制,為半導體和微電子領域確定標準差距和需求。民間技術組織和標準組織作為行業(yè)召集者,吸納企業(yè)訴求、監(jiān)測標準需求,專注于半導體細分領域推進技術研究與標準研制。企業(yè)及高校等作為創(chuàng)新主體,則通過深入?yún)⑴c各層級活動和合作項目,直接實施技術研發(fā)、標準預研究乃至標準的制定和應用全周期。
(3)形成較為系統(tǒng)成熟的標準預研究方法
不管是NIST,還是ANSI和諸多的芯片技術組織或標準組織,都在實踐中建立了與機構(gòu)自身職責定位和資源相匹配的標準預研究方法。其中,路線圖是最為廣泛采用的一種方法,主要作用是分析技術發(fā)展現(xiàn)狀,從中識別標準差距和需求,為規(guī)劃標準開發(fā)提供信息。然而,各方制定的路線圖內(nèi)容各有側(cè)重。NIST更加關注戰(zhàn)略優(yōu)先領域、標準開發(fā)創(chuàng)新方法和研究與標準的聯(lián)動;ANSI制定的標準路線圖聚焦于行業(yè)所關注的標準差距和需求的識別,提供標準匯編供行業(yè)參考;民間技術組織標準組織則制定并持續(xù)更新技術路線圖,將標準需求識別穿插于技術分析中。各種方法從不同角度互為補充,營造了全面的標準預研究生態(tài)網(wǎng)絡。
3推動我國芯片標準預研究體系建設
3.1我國芯片產(chǎn)業(yè)標準化建設現(xiàn)狀
我國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,在封裝測試等環(huán)節(jié)以及高端芯片研發(fā)方面均取得了顯著成果,目前正加大技術攻關和國產(chǎn)替代進程。根據(jù)世界集成電路協(xié)會(WICA)發(fā)布的白皮書,我國多個城市人選全球集成電路綜合競爭力百強城市,其中北京、上海均排名前十。區(qū)域集群效應比較明顯,形成長三角、珠三角、環(huán)渤海地區(qū)等產(chǎn)業(yè)集群。
我國芯片標準化工作也取得了重要進展,先后成立TC78(半導體器件)、TC203(半導體設備和材料)、TC599(集成電路)3個與半導體直接相關的標準化技術委員會,領導開展全國芯片標準化工作。據(jù)統(tǒng)計2°,我國已發(fā)布半導體行業(yè)相關國家標準近1400項,行業(yè)標準近1000項,地方標準200多項,團體標準近1400項。
3.2面臨的主要問題
(1)研發(fā)投人還不夠,技術先進性不足。我國集成電路發(fā)展至今已取得了顯著成就,在自主化的過程中也涌現(xiàn)出大量創(chuàng)新。但與美國等起步較早的國家相比,我國部分細分行業(yè)仍處于追趕階段。信息技術與創(chuàng)新基金會(ITIF)發(fā)布的報告-2指出,在移動設備和人工智能應用等邏輯芯片的設計方面,我國與全球領先企業(yè)存在約2年的差距,在存儲芯片、半導體制造設備和組裝、測試和封裝(ATP)領域,比全球領先企業(yè)落后數(shù)年;我國在半導體領域整體研發(fā)強度( 7.6% 僅為美國( 19.5% 的39% ,約為歐盟( 14% 的一半;單體企業(yè)研發(fā)投入與國外相比差距大。我國仍需加大研發(fā)投人,加強技術攻關,提升技術先進性。
(2)科技創(chuàng)新與標準化協(xié)同度函待提升。目前我國芯片產(chǎn)業(yè)的標準化工作依然滯后于技術發(fā)展的需求。標準化參與仍以龍頭企業(yè)為主,大量不同規(guī)模的芯片企業(yè)還未充分參與芯片標準研制工作,能夠在國際標準化工作中保持活躍的企業(yè)數(shù)量更少,還沒有形成良好的聯(lián)合創(chuàng)新標準生態(tài)。此外,研究機構(gòu)和科研院所也較少將標準納入成果考量,因此在項目立項時并未同步規(guī)劃標準開發(fā)。這導致自主化過程中的許多創(chuàng)新性研究還沒有及時轉(zhuǎn)化為相應領域的國內(nèi)外標準優(yōu)勢。因此,函須通過建立健全標準預研究機制,帶動各創(chuàng)新主體及早布局標準、促進成果轉(zhuǎn)化,推動標準與技術協(xié)同發(fā)展。
3.3建立芯片標準預研究體系的建議
(1)完善資金支持體系
建立芯片標準預研究試點計劃或?qū)m椈穑罡嗫萍佳邪l(fā)和攻關項目及早制定標準開發(fā)計劃。探索建立芯片國際標準預研究“揭榜掛帥”機制,識別并分析諸如芯粒、異構(gòu)集成、先進封裝等新興領域的國際標準差距,建立標準預研究專項計劃,對中國企業(yè)通過創(chuàng)新性研究填補的空白領域,給予定向資金支持。
(2)試點標準預研究機制
在人工智能芯片、新能源和自動駕駛汽車電子芯片、物聯(lián)網(wǎng)芯片、量子通信芯片等我國具有技術優(yōu)勢的領域,建立試點試行標準預研究計劃,并軌推進基礎研究、關鍵核心技術攻關和標準化工作。與此同時,聚焦研發(fā)主體對于技術保護和保密性要求的考量,進一步研究和優(yōu)化相關解決方案,消除創(chuàng)新成果向標準轉(zhuǎn)化的顧慮。
(3)建設標準預研究協(xié)調(diào)平臺
構(gòu)建與產(chǎn)業(yè)鏈融合的開放性標準預研究信息和數(shù)據(jù)共享庫,一方面聚焦創(chuàng)新研發(fā)早期融合標準化措施的最佳實踐、標準數(shù)字化工具、本土設計軟件的使用等內(nèi)容,積極促進信息交流和經(jīng)驗共享,打通產(chǎn)業(yè)鏈的標準信息鏈;另一方面幫助協(xié)調(diào)標準化機構(gòu)、行業(yè)、企業(yè)(特別是調(diào)動中小企業(yè))、科研院所等的標準化活動,促進聯(lián)合確定國際標準開發(fā)機遇、新技術委員會提案或新國際標準提案等。
(4)推進標準創(chuàng)新方法研究
在各芯片細分領域以聯(lián)盟、專家組、論壇或創(chuàng)新合作項目等不同形式,由標準技術委員會組織或由行業(yè)協(xié)會主導開展多種標準預研究協(xié)作。例如制定標準路線圖、白皮書、技術趨勢與標準化發(fā)展框架或其他形式的指導文件,對行業(yè)追切需求、我國技術先進的標準項目確定優(yōu)先開發(fā)行動和標準開發(fā)框架?;陂L三角、珠三角、環(huán)渤海等集群芯片產(chǎn)業(yè)鏈的完整性、成熟度和豐富的創(chuàng)新應用場景,先試先行探索建立科學的轉(zhuǎn)化評價體系,逐步形成標準轉(zhuǎn)化成熟度評估模型,為芯片領域創(chuàng)新成果向標準轉(zhuǎn)化提供系統(tǒng)化的方法。
4結(jié)語
盡管標準預研究作為一個較新概念于近年來才在官方文件中首次提出,但其作為技術與標準的聯(lián)動紐帶和協(xié)同橋梁,早已融入科技創(chuàng)新的各個環(huán)節(jié),在實踐中發(fā)揮了事實性作用。美國近年來更是錨定芯片戰(zhàn)略領域,將標準預研究提升到了國家戰(zhàn)略層面進行部署,并逐步加強政府介入和公私合力,旨在進一步推動標準與技術的并軌發(fā)展集中各方資源搶占芯片產(chǎn)業(yè)國際標準新機會、新領地。美國芯片領域的標準預研究形成了一定的可借鑒經(jīng)驗,并仍在不斷完善和探索創(chuàng)新。鑒于芯片產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略重要意義和國際產(chǎn)業(yè)的形勢變化,我國需提高警惕,并加強芯片產(chǎn)業(yè)標準預研究以及標準體系建設,通過預研究對標準進行前瞻部署,強化技術與標準的協(xié)同創(chuàng)新,加快芯片新興技術標準開發(fā),從而促進芯片產(chǎn)業(yè)標準國內(nèi)國際“雙發(fā)展”,以技術突破和標準競爭力聯(lián)合在國際層面破局。
參考文獻
[1]呂原原,陸離原,易力,等.淺談醫(yī)療器械標準預研工 作應關注的幾個方面[J].中國醫(yī)療器械雜志,2024, 48(3):352-354.
[2] National Security Agency. Enduring Security Framew0rk[EB/OL]. (2024-05-15)[2024-12-03]. https:// www.nsa.gov/Press-Room/Press-Releases-Statements/ Press-Release-View/Article/3854885/nsa-publishesenduring-security-framework-document-providingrecommendations-fo.
[3]The White House. U.S. Government National Standards Strategy for Critical and Emerging Technology (USG NSSCET): Implementation Roadmap[EB/OL]. (2024- 07-26)[2024-12-03]. https://www.whitehouse. gov/wp-content/uploads/2024/07/USG-NSSCET_ Implementation_Rdmap_v7_23.pdf.
[4] NEHR S,JACKEL S.Successful innovation transfer through pre-standardization: A case study[J]. Standards,2023,3(1):31-42.
[5] CAPUTO F,F(xiàn)AVRE G,BORCHARD G,et al.Toward an international standardisation roadmap for nanomedicine[J].Drug Delivery and Translational Research,2024,14:2578-2588.
[6]王靜雅,于鋼,孫宇寧.美國半導體技貿(mào)措施盤點及應對 分析[J]標準科學,2023(10):115-120.
[7] Semiconductor Industry Association.State of the U.S.semiconductor industry[R].2024.
[8]NEAHER G,MUELLER-KALER J,BRAY D,et al.Standardizing the future:How can the United States navigate the geopolitics of international standardssetting?[M].Atlantic Council,2021.
[9] Visiting Committee on Advanced Technology of the National Institute of Standards and Technology,U. S.Department of Commerce.Report on NIST leadership for the implementation of the U.S. standardsstrategy for critical and emerging technology[R].2024.
[10]徐雷,施琴.美國吸引全球標準技術資源路徑研究[J].質(zhì) 量與標準化,2023(7):36-38.
[11]姜冠男,施琴.從《芯片和科學法》看美國高科技領域標 準化發(fā)展趨勢[J]質(zhì)量與標準化,2022(11):36-38.
[12] Strategic opportunities for U.S.semiconductor manufacturing facilitating U.S. leadershipand competitiveness through advancements in measurements and standards[R].2022.
[13] CHIPS Research and Development Office.Metrology gaps in the semiconductor ecosystem:First steps toward establishing the CHIPS Ramp;D metrology program[R].2023.
[14] U.S. Department of the Interior.Annual report on technology transfer:FY 2022 activities[R].2023.
[15]張笑雪,施琴.美國標準路線圖模式解析[J].質(zhì)量與標準 化,2024(3):42-44.
[16]戴宇欣,霍哲珺.美國新興技術領域標準協(xié)作機制研究 [J].質(zhì)量與標準化,2023(5):35-37.
[17]姜冠男,施琴.芯片產(chǎn)業(yè)國際標準化趨勢及對我國芯片 標準國際化發(fā)展的影響[J].標準科學,2024(4):10-15.
[18] IEEE.International Roadmap for Devices and Systems 2023 edition metrology[R].2023.
[19]世界集成電路協(xié)會.2023年全球集成電路產(chǎn)業(yè)綜合競 爭力百強城市白皮書[EB/OL].(2024-08-12)[2024- 12-03]. http://wicassociation.org/articles/46.html.
[20]工業(yè)和信息化部,國家標準化管理委員會.半導體產(chǎn) 業(yè)標準化白皮書(2023版)[R].北京:電子工業(yè)出版社, 2023:17.
[21] Information Technology and Innovation Foundation.How innovative is China in semiconductors?[R].2024
[22]許甜甜,楊幽紅,虎陳霞.國內(nèi)外創(chuàng)新聯(lián)合體技術標準化 研究[J]標準科學,2023(10):54-60.