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(shù)發(fā)展迅速，芯片領(lǐng)域技術(shù)更新選代快、創(chuàng)新應(yīng)用層出不窮，這對于標(biāo)準(zhǔn)研制效率要求更高。傳統(tǒng)上“先技術(shù)、后標(biāo)準(zhǔn)”的標(biāo)準(zhǔn)研制后置模式，已經(jīng)無法匹配技術(shù)發(fā)展的時效性需求。在這種背景下，標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究成為標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化規(guī)劃，還能確保標(biāo)準(zhǔn)研制步伐匹配技術(shù)發(fā)展速度。

全球多國高度重視通過標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究促進(jìn)芯片標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究經(jīng)驗，助力技術(shù)創(chuàng)新高效轉(zhuǎn)化為芯片標(biāo)準(zhǔn)，搶占國際標(biāo)準(zhǔn)先機(jī)。本文研究美國推進(jìn)芯片標(biāo)準(zhǔn)預(yù)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(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究體系、推進(jìn)芯片產(chǎn)業(yè)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同發(fā)展提供參考借鑒。

1 標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究的概念

標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究（Pre-standardizationResearch，也譯為“預(yù)標(biāo)準(zhǔn)化研究”）是一個較新的概念，國際上目前尚無統(tǒng)一定義，學(xué)術(shù)界對于標(biāo)準(zhǔn)預(yù)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(xué)術(shù)研究中涵蓋的范疇，對標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究進(jìn)行界定。

我國《貫徹實施lt;國家標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展綱要》行動計劃（2024一2025年）》中提出了強(qiáng)化新興領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)研究的要求，但尚未進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究工作細(xì)則（試行）》中定義，“預(yù)研究指在標(biāo)準(zhǔn)項目立項之前按照標(biāo)準(zhǔn)制（修）訂相關(guān)要求開展的標(biāo)準(zhǔn)化研究”，表明其對標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究的界定以標(biāo)準(zhǔn)項目立項為劃分節(jié)點。我國學(xué)者通常也采用這種劃分方式。例如，呂原原等在關(guān)于醫(yī)療器械標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研工作的研究中，將標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研工作定義為“標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)立項研究，也就是標(biāo)準(zhǔn)立項的前置研究基礎(chǔ)和成果，是標(biāo)準(zhǔn)在立項前進(jìn)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(guān)鍵和新興技術(shù)（CET）標(biāo)準(zhǔn)生命周期始于標(biāo)準(zhǔn)化開始之前的預(yù)標(biāo)準(zhǔn)化活動，即新技術(shù)開發(fā)的早期標(biāo)準(zhǔn)化，包括向標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)貢獻(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)協(xié)調(diào)和及早參與標(biāo)準(zhǔn)化，推動新興技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展。美國《關(guān)鍵和新興技術(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略實施路線圖》（簡稱“CET戰(zhàn)略實施路線圖”）中對標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究的定義比較具體、涵蓋范圍廣，認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究包括但不限于：繪制標(biāo)準(zhǔn)路線圖或制定初步文件，為正式標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)奠定基礎(chǔ)；通過多種渠道進(jìn)行信息交流與共享；評估當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)化活動和前景、標(biāo)準(zhǔn)差距和需求，為研究工作提供信息；識別標(biāo)準(zhǔn)化及測量需求的優(yōu)先級，提供標(biāo)準(zhǔn)化所需的基礎(chǔ)信息；圍繞特定的標(biāo)準(zhǔn)化目標(biāo)開展研究等。

Nehr等分析了通過標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究成功進(jìn)行創(chuàng)新轉(zhuǎn)化的案例。在其研究中，由市場對技術(shù)的特定需求開始，到技術(shù)研究和市場應(yīng)用，直至“預(yù)標(biāo)準(zhǔn)”轉(zhuǎn)化為正式標(biāo)準(zhǔn)前的所有工作，均涵蓋在標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究過程中。Caputo等在研究納米醫(yī)療國際標(biāo)準(zhǔn)化路線圖時，將開放創(chuàng)新試驗平臺和產(chǎn)品開發(fā)、相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)化工作、參考物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)操作程序和標(biāo)準(zhǔn)文件開發(fā)、計量等各方面工作，均視作標(biāo)準(zhǔn)預(yù)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(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)出前、科技創(chuàng)新各環(huán)節(jié)涉及標(biāo)準(zhǔn)化的相關(guān)工作均納人標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究考量，這主要是因其為標(biāo)準(zhǔn)化工作最終產(chǎn)出的可交付成果提供了前部基礎(chǔ)。然而，本文重點并非側(cè)重芯片技術(shù)細(xì)節(jié)，而是聚焦于如何通過標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究加強(qiáng)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)動，從而在科技創(chuàng)新的早期階段，對標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)進(jìn)行前瞻性布局和規(guī)劃，促進(jìn)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)同發(fā)展。

2 美國芯片產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究路徑

2.1美國芯片標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展概況

美國是芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的領(lǐng)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(qiáng)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(jìn)一步加強(qiáng)在全球市場的優(yōu)勢地位。

這種持續(xù)創(chuàng)新向標(biāo)準(zhǔn)高度轉(zhuǎn)化，建立起國際標(biāo)準(zhǔn)中美國的話語權(quán)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(biāo)準(zhǔn)組織中的主導(dǎo)權(quán)居于首位，在多個重要國際標(biāo)準(zhǔn)組織中掌握著超過50% 的投票權(quán)，特別是在成熟的標(biāo)準(zhǔn)組織中占有最多的席位，如在IEEE中 67% 的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的主要制定組織。據(jù)統(tǒng)計，在國際半導(dǎo)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(shù)協(xié)會（JEDEC）中，美國企業(yè)占據(jù)了技術(shù)委員會主席職位的 56% 。在ISO/IECJTC1與芯片密切相關(guān)的工作中，美國國家標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)（ANSI）擔(dān)任了分技術(shù)委員會SC31的秘書處。美國專家還擔(dān)任了IEC中與芯片密切相關(guān)的TC46/SC46F的秘書、TC47的主席及其SC47D的主席。

未來，芯片與其服務(wù)市場領(lǐng)域的融合發(fā)展和創(chuàng)新性應(yīng)用將發(fā)揮更大作用，為新興經(jīng)濟(jì)體提供了廣闊的發(fā)展空間。美國認(rèn)為在新興技術(shù)領(lǐng)域有更多來自國際趕超的威脅，引發(fā)其對維持標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)先地位的擔(dān)憂。美國商務(wù)部先進(jìn)技術(shù)訪問委員會（VCAT）指出，美國首先應(yīng)著眼于國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究，鼓勵更廣泛的研究團(tuán)體開發(fā)和貢獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究材料，為美國從事有利于競爭的標(biāo)準(zhǔn)化活動提供肥沃的土壤。

2.2芯片標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究政策支持

基于這種擔(dān)憂，美國近年來頻繁出臺政策\"\"，強(qiáng)調(diào)對標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究加大投人，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)化同步推進(jìn)的力度。其中，最為全球廣泛關(guān)注的包括《芯片和科學(xué)法》和《美國政府關(guān)鍵和新興技術(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略》。

2022年8月，美國出臺《芯片和科學(xué)法》（簡稱為“芯片法案”），可謂美國多年來芯片領(lǐng)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(dǎo)體技術(shù)中心（NSTC）、國家先進(jìn)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(guān)，通過推進(jìn)半導(dǎo)體測量和標(biāo)準(zhǔn)研究，為所有方案提供計量基礎(chǔ)，并將標(biāo)準(zhǔn)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(guān)鍵和新興技術(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略》（簡稱為“CET戰(zhàn)略”），成為首個美國政府層面的標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略。戰(zhàn)略將半導(dǎo)體和微電子列為對美國競爭力和國家安全至關(guān)重要的CET領(lǐng)域之一，并提出：

（1）加強(qiáng)投入。要求進(jìn)一步增加對CET研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究的投入，確保為未來的標(biāo)準(zhǔn)研制奠定扎實基礎(chǔ)。為此，美國在2024年年度預(yù)算中對各項研發(fā)的資金支持總額高達(dá)歷史性的2100億美元，用于推動對標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)貢獻(xiàn)。

（2）加強(qiáng)參與度。鼓勵私營部門就標(biāo)準(zhǔn)格局的動態(tài)變化情況向政府提供相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)委員會領(lǐng)域，以及美國應(yīng)優(yōu)先考慮參與和領(lǐng)導(dǎo)的領(lǐng)域。

（3）加強(qiáng)政府領(lǐng)導(dǎo)力。對于早期技術(shù)開發(fā)，美國政府應(yīng)召集專家，確定標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的合適時機(jī)，促進(jìn)美國參與高度優(yōu)先的早期CET領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)研制，在技術(shù)尚處于萌芽階段時就同步部署標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)對標(biāo)準(zhǔn)預(yù)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(biāo)準(zhǔn)制定的全生命周期（從標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究到標(biāo)準(zhǔn)出版和采用）進(jìn)行持續(xù)投資，識別政府參與標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究的機(jī)會，協(xié)調(diào)政府對標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究的支持，并在雙邊和多邊科學(xué)和技術(shù)合作協(xié)議中，尋求將可能產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的CET研發(fā)和預(yù)標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)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(shù)研發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的并軌推進(jìn)，不僅對私營部門的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究活動予以大力支持，更是強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究方面提出了明確要求，共同鞏固美國在國際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展中的影響力和領(lǐng)導(dǎo)力。

2.3政府舉措

在政策框架下，政府主要通過商務(wù)部下屬機(jī)構(gòu)NIST采取芯片標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究行動。NIST是協(xié)調(diào)美國政府參與私營部門標(biāo)準(zhǔn)化活動的主要機(jī)構(gòu)，也是領(lǐng)導(dǎo)實施“芯片計劃”的主導(dǎo)機(jī)構(gòu)。

（1）創(chuàng)新標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究方法

NIST作為政府機(jī)構(gòu)，其一大優(yōu)勢是擁有豐富的政府資源，集研究、計量、標(biāo)準(zhǔn)化、創(chuàng)新為一體，這為開展標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究奠定了基礎(chǔ)優(yōu)勢。NIST本身開展先進(jìn)測量技術(shù)研究，提供半導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)參考材料、標(biāo)準(zhǔn)參考儀器、標(biāo)準(zhǔn)參考數(shù)據(jù)，為標(biāo)準(zhǔn)研制提供有力的技術(shù)支撐。

標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)先領(lǐng)域及需求識別是NIST開展標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究的重要一環(huán)。2022年9月，NIST從計量角度確定了半導(dǎo)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(lǐng)域；后續(xù)進(jìn)一步細(xì)化為10個優(yōu)先重點領(lǐng)域，包括設(shè)備和軟件的互操作性標(biāo)準(zhǔn)，自動化、虛擬化和安全標(biāo)準(zhǔn)。3D結(jié)構(gòu)和先進(jìn)材料計量等。

近年來，NIST愈加關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究的創(chuàng)新方法。2023年9月，NIST召集半導(dǎo)體領(lǐng)域各利益相關(guān)方召開首屆芯片標(biāo)準(zhǔn)峰會，探討有關(guān)芯片研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的問題，并把標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究作為一個獨立主題進(jìn)行了討論。隨后，NIST凝聚行業(yè)共識，提出在加速標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)方法上進(jìn)行創(chuàng)新，探索標(biāo)準(zhǔn)孵化器和加速器，為技術(shù)專業(yè)人員提供標(biāo)準(zhǔn)研制方法、用例、環(huán)境、工具等多方面的支持，保障標(biāo)準(zhǔn)跟上行業(yè)創(chuàng)新的快速步伐；同時，要求加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)與研究聯(lián)動的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究戰(zhàn)略，包括建立行業(yè)研究與標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)路線圖的時機(jī)和側(cè)重點、探索標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)備水平指標(biāo)和評估框架，以及加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究的國際合作等，從而將標(biāo)準(zhǔn)與研究過程全面融合。

（2）創(chuàng)新公私標(biāo)準(zhǔn)協(xié)作

NIST與行業(yè)企業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)組織、高校院所等眾多利益相關(guān)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(shù)和半導(dǎo)體領(lǐng)域開展技術(shù)聯(lián)合研發(fā)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)研究。NIST培養(yǎng)了許多技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化專家，直接參與了標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)組織的3000多項標(biāo)準(zhǔn)活動，將研究成果和專有知識直接引入標(biāo)準(zhǔn)制定過程。

為促進(jìn)深入?yún)f(xié)作，NIST于2023年創(chuàng)建了半導(dǎo)體創(chuàng)新計量交換（METIS）項目，目標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)參考數(shù)據(jù)、模型、測量方法、參考工藝設(shè)計套件、參考材料、標(biāo)準(zhǔn)和出版物等，以促進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的技術(shù)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(jìn)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究。為響應(yīng)芯片法案要求，NIST于2023年成立了創(chuàng)新聯(lián)合體——國家半導(dǎo)體技術(shù)中心（NSTC），囊括多元利益相關(guān)方參與，建立集中的研究、工程和項目能力，支持一系列標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究項目，包括行業(yè)和研究界識別重大挑戰(zhàn)、原型設(shè)備供應(yīng)和運營、標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)調(diào)和國際標(biāo)準(zhǔn)合作、標(biāo)準(zhǔn)路線圖以及標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)等。

為響應(yīng)CET戰(zhàn)略及實施路線圖提出的目標(biāo)，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(biāo)準(zhǔn)化卓越中心，并與多個標(biāo)準(zhǔn)組織合作。該中心特別關(guān)注私營部門，特別是中小企業(yè)對標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究和國際標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行了優(yōu)化配置和共享，從而避免創(chuàng)新研發(fā)及標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究活動。特別是，路線圖作為一種高效識別標(biāo)準(zhǔn)需求的手段，貫穿在標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究工作中。

（1）ANSI標(biāo)準(zhǔn)協(xié)作機(jī)制

ANSI是美國自愿性標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)需求，ANSI建立了標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)作機(jī)制[15]，通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)作組開展一系列的活動，為新興技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化提供協(xié)調(diào)、指導(dǎo)和孵化。自1994年以來，ANSI已經(jīng)發(fā)起了19項標(biāo)準(zhǔn)協(xié)作[16]。

2022年ANSI建立了微電子標(biāo)準(zhǔn)化全球供應(yīng)鏈安全協(xié)作組，促進(jìn)半導(dǎo)體和微電子領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)。該協(xié)作組以標(biāo)準(zhǔn)路線圖的模式開展了工作：

1）基于目標(biāo)征集信息。為了收集和評估有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化活動的信息，協(xié)作組向標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)組織及相關(guān)機(jī)構(gòu)發(fā)送了信息征集請求（RFI），以向標(biāo)準(zhǔn)化受眾明確闡述協(xié)作組的工作背景和目標(biāo)，收集行業(yè)共識標(biāo)準(zhǔn)、當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)活動或其他相關(guān)指導(dǎo)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(xué)術(shù)界、行業(yè)界、政府部門、標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)和正在開展的工作，評估標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容與需求的差距。同時，在標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)時間規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)一致性、消除重復(fù)工作等方面，推動各方達(dá)成共識。

3）總結(jié)歸納形成匯編?；谛畔⒄骷?、研討會及調(diào)查回復(fù)等渠道收集到的反饋，ANSI繪制了《微電子標(biāo)準(zhǔn)化全球供應(yīng)鏈安全標(biāo)準(zhǔn)路線圖與差距分析表》，描繪當(dāng)前已有標(biāo)準(zhǔn)和正在制定的標(biāo)準(zhǔn)全貌，確定標(biāo)準(zhǔn)可用性、適用性、覆蓋范圍和標(biāo)準(zhǔn)需求，列出標(biāo)準(zhǔn)制定組織及其他標(biāo)準(zhǔn)活動清單，為后續(xù)建立微電子可信供應(yīng)鏈和運營安全標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)提供詳細(xì)信息。

（2）技術(shù)組織/標(biāo)準(zhǔn)組織

鑒于芯片產(chǎn)業(yè)鏈的高度復(fù)雜分工，目前國際主要標(biāo)準(zhǔn)組織都專注于特定領(lǐng)域，一邊推進(jìn)技術(shù)研究，同時推動標(biāo)準(zhǔn)制定。以SEMI為例，SEMI廣泛開展半導(dǎo)體市場調(diào)研和分析、發(fā)布技術(shù)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(shù)研討會和國際會議，為半導(dǎo)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(jìn)各個技術(shù)細(xì)分領(lǐng)域最新發(fā)展中的標(biāo)準(zhǔn)化活動、標(biāo)準(zhǔn)修訂或新標(biāo)準(zhǔn)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(jì)末，美國半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會（SIA）聯(lián)合歐洲和亞洲的半導(dǎo)體行業(yè)，發(fā)布了著名的《國際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖（ITRS）》，以協(xié)調(diào)全球范圍內(nèi)的半導(dǎo)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(shè)備和系統(tǒng)路線圖（IRDS）》，由IEEE主導(dǎo)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(dǎo)體器件，同時還涉及云計算、物聯(lián)網(wǎng)等許多關(guān)鍵領(lǐng)域和技術(shù)。

ITRS和IRDS均將計量研究作為標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究的重要部分，特別指出，計量解決方案最好在特定技術(shù)投人生產(chǎn)之前開發(fā)好，不僅為研究人員和設(shè)備制造商提供信息，也可以作為標(biāo)準(zhǔn)組織研制關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)的輸入，進(jìn)而通過標(biāo)準(zhǔn)的采用推進(jìn)技術(shù)發(fā)展。IRDS2023版識別了光刻、互聯(lián)技術(shù)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(shè)備等若干細(xì)分領(lǐng)域的最新計量挑戰(zhàn)和標(biāo)準(zhǔn)需求。

類似還有多個細(xì)分領(lǐng)域的路線圖，如半導(dǎo)體研究聯(lián)盟（SRC）發(fā)布的《半導(dǎo)體十年計劃》及其擴(kuò)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(dǎo)體和芯片的廣泛范圍內(nèi)識別行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新過程中的標(biāo)準(zhǔn)差距和需求，為同步規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)研制支撐技術(shù)發(fā)展提供可靠指導(dǎo)。

2.5特點總結(jié)

對美國芯片產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究路徑進(jìn)行總結(jié)可以看出，美國芯片標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究呈現(xiàn)出以下明顯特點

（1）高度重視和大力支持標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究

美國將標(biāo)準(zhǔn)預(yù)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(lǐng)域、資金分配，更是制定細(xì)致、全面的行動規(guī)劃。特別值得關(guān)注的是，美國在政策文件中反復(fù)強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)政府的參與和領(lǐng)導(dǎo)，這與美國以往主張“自下而上”“市場驅(qū)動、民間主導(dǎo)”的方法有所不同，反映了美國在芯片這一戰(zhàn)略領(lǐng)域強(qiáng)化政府作用，將政府在標(biāo)準(zhǔn)化中的角色由參與者和使用者向關(guān)鍵領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)者轉(zhuǎn)變。

（2）建立全面的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)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(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究活動，并相互協(xié)調(diào)、彼此滲透。政府以NIST為核心機(jī)構(gòu)，開展先進(jìn)計量研究作為標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)化活動的協(xié)調(diào)中心，通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)作機(jī)制，為半導(dǎo)體和微電子領(lǐng)域確定標(biāo)準(zhǔn)差距和需求。民間技術(shù)組織和標(biāo)準(zhǔn)組織作為行業(yè)召集者，吸納企業(yè)訴求、監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)需求，專注于半導(dǎo)體細(xì)分領(lǐng)域推進(jìn)技術(shù)研究與標(biāo)準(zhǔn)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(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究乃至標(biāo)準(zhǔn)的制定和應(yīng)用全周期。

（3）形成較為系統(tǒng)成熟的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究方法

不管是NIST，還是ANSI和諸多的芯片技術(shù)組織或標(biāo)準(zhǔn)組織，都在實踐中建立了與機(jī)構(gòu)自身職責(zé)定位和資源相匹配的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)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(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，從中識別標(biāo)準(zhǔn)差距和需求，為規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)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(guān)注戰(zhàn)略優(yōu)先領(lǐng)域、標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)創(chuàng)新方法和研究與標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)動；ANSI制定的標(biāo)準(zhǔn)路線圖聚焦于行業(yè)所關(guān)注的標(biāo)準(zhǔn)差距和需求的識別，提供標(biāo)準(zhǔn)匯編供行業(yè)參考；民間技術(shù)組織標(biāo)準(zhǔn)組織則制定并持續(xù)更新技術(shù)路線圖，將標(biāo)準(zhǔn)需求識別穿插于技術(shù)分析中。各種方法從不同角度互為補充，營造了全面的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

3推動我國芯片標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究體系建設(shè)

3.1我國芯片產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)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(shù)攻關(guān)和國產(chǎn)替代進(jìn)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(qiáng)城市，其中北京、上海均排名前十。區(qū)域集群效應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)化工作也取得了重要進(jìn)展，先后成立TC78（半導(dǎo)體器件）、TC203（半導(dǎo)體設(shè)備和材料）、TC599（集成電路）3個與半導(dǎo)體直接相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會，領(lǐng)導(dǎo)開展全國芯片標(biāo)準(zhǔn)化工作。據(jù)統(tǒng)計2°，我國已發(fā)布半導(dǎo)體行業(yè)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)近1400項，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)近1000項，地方標(biāo)準(zhǔn)200多項，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)近1400項。

3.2面臨的主要問題

（1）研發(fā)投人還不夠，技術(shù)先進(jìn)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(xì)分行業(yè)仍處于追趕階段。信息技術(shù)與創(chuàng)新基金會（ITIF）發(fā)布的報告-2指出，在移動設(shè)備和人工智能應(yīng)用等邏輯芯片的設(shè)計方面，我國與全球領(lǐng)先企業(yè)存在約2年的差距，在存儲芯片、半導(dǎo)體制造設(shè)備和組裝、測試和封裝（ATP）領(lǐng)域，比全球領(lǐng)先企業(yè)落后數(shù)年；我國在半導(dǎo)體領(lǐng)域整體研發(fā)強(qiáng)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(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，提升技術(shù)先進(jìn)性。

（2）科技創(chuàng)新與標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)同度函待提升。目前我國芯片產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化工作依然滯后于技術(shù)發(fā)展的需求。標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)研制工作，能夠在國際標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)生態(tài)。此外，研究機(jī)構(gòu)和科研院所也較少將標(biāo)準(zhǔn)納入成果考量，因此在項目立項時并未同步規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)。這導(dǎo)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(yīng)領(lǐng)域的國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)勢。因此，函須通過建立健全標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究機(jī)制，帶動各創(chuàng)新主體及早布局標(biāo)準(zhǔn)、促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化，推動標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)協(xié)同發(fā)展。

3.3建立芯片標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究體系的建議

（1）完善資金支持體系

建立芯片標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究試點計劃或?qū)ｍ椈?，激勵更多科技研發(fā)和攻關(guān)項目及早制定標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)計劃。探索建立芯片國際標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究“揭榜掛帥”機(jī)制，識別并分析諸如芯粒、異構(gòu)集成、先進(jìn)封裝等新興領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)差距，建立標(biāo)準(zhǔn)預(yù)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(lǐng)域，給予定向資金支持。

（2）試點標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究機(jī)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(shù)優(yōu)勢的領(lǐng)域，建立試點試行標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究計劃，并軌推進(jìn)基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和標(biāo)準(zhǔn)化工作。與此同時，聚焦研發(fā)主體對于技術(shù)保護(hù)和保密性要求的考量，進(jìn)一步研究和優(yōu)化相關(guān)解決方案，消除創(chuàng)新成果向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化的顧慮。

（3）建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究協(xié)調(diào)平臺

構(gòu)建與產(chǎn)業(yè)鏈融合的開放性標(biāo)準(zhǔn)預(yù)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(biāo)準(zhǔn)化措施的最佳實踐、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化工具、本土設(shè)計軟件的使用等內(nèi)容，積極促進(jìn)信息交流和經(jīng)驗共享，打通產(chǎn)業(yè)鏈的標(biāo)準(zhǔn)信息鏈；另一方面幫助協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)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(biāo)準(zhǔn)化活動，促進(jìn)聯(lián)合確定國際標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)機(jī)遇、新技術(shù)委員會提案或新國際標(biāo)準(zhǔn)提案等。

（4）推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新方法研究

在各芯片細(xì)分領(lǐng)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(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會組織或由行業(yè)協(xié)會主導(dǎo)開展多種標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究協(xié)作。例如制定標(biāo)準(zhǔn)路線圖、白皮書、技術(shù)趨勢與標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展框架或其他形式的指導(dǎo)文件，對行業(yè)追切需求、我國技術(shù)先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)項目確定優(yōu)先開發(fā)行動和標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)框架。基于長三角、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(yīng)用場景，先試先行探索建立科學(xué)的轉(zhuǎn)化評價體系，逐步形成標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化成熟度評估模型，為芯片領(lǐng)域創(chuàng)新成果向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化提供系統(tǒng)化的方法。

4結(jié)語

盡管標(biāo)準(zhǔn)預(yù)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(shù)與標(biāo)準(zhǔn)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(lǐng)域，將標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究提升到了國家戰(zhàn)略層面進(jìn)行部署，并逐步加強(qiáng)政府介入和公私合力，旨在進(jìn)一步推動標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)的并軌發(fā)展集中各方資源搶占芯片產(chǎn)業(yè)國際標(biāo)準(zhǔn)新機(jī)會、新領(lǐng)地。美國芯片領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)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(qiáng)芯片產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研究以及標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，通過預(yù)研究對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行前瞻部署，強(qiáng)化技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)同創(chuàng)新，加快芯片新興技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，從而促進(jìn)芯片產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)國內(nèi)國際“雙發(fā)展”，以技術(shù)突破和標(biāo)準(zhǔn)競爭力聯(lián)合在國際層面破局。

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