英特尔首席执行官帕特·基尔辛格（Pat Gelsinger）在美国时间上周五宣布，公司计划投资200亿美元，在美国俄亥俄州新奥尔巴尼市（New Albany）建立两家新的半导体工厂。对英特尔来说，此举是为了重夺行业领先地位，而对拜登政府来说，这便上升到了“维护美国科技领导地位”的国家战略层面。
“中国正在尽其所能地占领全球市场，这样他们就可以试图在竞争中超越我们，”拜登在上周五的讲话中表示。“事实上，我已经明确地向中国的习主席表示：我们不需要对抗，但我们之间会有激烈的经济和技术竞争。”
拜登还强调了2021年6月参议院通过的《美国创新和竞争法》（U.S. Innovation and Competition Act），并希望国会能尽快敲定这个主要用来应对中国的法案。“我们做这件事是为了经济竞争力和国家安全，为了让全美国享受世界经济发展的好处，也是为了这个国家和美国工人的尊严和骄傲。”
尽管拜登政府将英特尔的新厂投资视为对供应链自给自足的补强，但该项目在短期内难以展现效果，因为新工厂预计要到2025年才能投入运营，而许多分析师预计芯片短缺问题在今年晚些时候便会开始缓解。
对美国来说，若想实现真正意义上的“国家安全”或“产业繁荣”，其需要重建包括半导体制造在内的整个微电子生态系统。诚然，芯片为手机、汽车等各种消费类电子产品的系统提供重要的处理、控制和存储功能，但其只是微电子系统的一部分。除了芯片，微电子系统还包括印刷电路板（PCB）、晶体管、电容器、电感器、电阻、二极管等元器件，尽管它们之中有很多是在美国设计的，但只有很少是在美国制造的。如今，美国仅占全球微电子产能的12%，而这个数字在1990年的时候为37%。
以IC基板（IC Substrate）为例。这是一种材料为硅、碳或陶瓷的介质，是一层作为底板的薄薄的材料。它将芯片以特定的形态固定住，并让芯片之间以及芯片和PCB之间在通电的情况下相连。以前的美国曾在基板制造方面处于领先地位，可那些日子已经一去不复返。
Calumet Electronics是一家曾经业务遍布美国的PCB制造商，为工业控制、医疗设备和国防应用生产定制化电路板，而现在的它正在寻求进一步发展——不是生产半导体，而是生产那些对最新国防和商业系统至关重要的先进IC基板。
“你可以拥有你想要的所有芯片，”该公司的首席运营官托德•布德（Todd Brassard）表示，“但如果你不能将它们连接到什么东西上，你又如何使用它们呢？即使我们能够重新在美国生产芯片，但仍然要把它们送到海外去进行封装。”
先进的IC基板是最新一代国防技术的关键。其能够搭载密度更高的芯片，甚至允许芯片堆叠。在相同的区域里，PCB上的芯片越多，电信号传输的距离就越短，从而让数据被高速处理。另外，芯片之间的紧密间隔降低了电力消耗，并减少了对信号干扰问题的敏感性。如今，“超高密度”基板的专业生产能力被掌握在亚洲制造商手中。
像日本的京瓷（Kyocera）和味之素集团（Ajinomoto Group）、中国台湾的泛光科技（Unimicron Technology）和中电科技（ZD Tech）等企业在新型和先进微电子封装硬件的生产方面处于全球领先地位，其中包括类似基板的PCB（SLP）和高密度互连（HDI）PCB。
这些企业通过增材制造工艺来生产PCB基板，其产品可以在苹果、三星或华为手机等硬件中将芯片和电路的间距拉近至30微米，而最先进的甚至可以达到10微米或更少。相比之下，大多数留存的美国PCB制造商的蚀刻电路板的间距很少低于75微米，不适合国防部购买的最先进的国防系统，因此这些系统中固有的PCB和基板都来自海外。
美国企业无法从本土获取微电子产品，这既是对国家安全的损失，也是一个机遇。国防业务无法拉动微电子市场，因为它所占的份额不到美国需求的2%。
然而，根据美国半导体行业协会（Semiconductor Industry Association）的数据，美国在电子产品成品的销售中仍占据最大的市场份额，约为全球总销量的47%。如果美国能将其在设计和成品销售方面的领先地位与国内微电子硬件的制造能力结合起来，就能减少对全球某个地区的依赖。
这种潜在的机会促使Calumet Electronics将资源投入到先进IC基板的设计和制造中，但由于微电子制造业的资本密集型特性和美国专业技术的流失，这可以说是一个艰巨的任务。公司成立了研发团队，聘请了全职设计师，购买了二手设备，并对现有设备进行了改造，从而生产出了第一批原型产品，而为了推动产品的量产，公司需要资金。
在亚洲国家，钱不是问题。从20世纪80年代初开始，日本就针对索尼、松下、日立等本土企业，以及在本土建厂和购买设备的外商提供政府补贴，因为其意识到半导体和微电子是一项高度复杂，却也有着高额利润的业务。伴随着电子产业的转移，韩国、中国台湾、中国大陆也相继开展政府补贴工作。
目前，像苹果这样的美国OEM可以在中国以远低于美国的价格（一家代工厂的成本通常在150亿至200亿美元之间）建设拥有补贴和税收优惠的生产设施。有媒体在去年年底报道称，蒂姆·库克在2016年与中国政府签署了一份为期五年、价值2,750亿美元的在华投资协议。据报道，作为协议的一部分，苹果承诺在其设备中使用更多来自中国供应商的零部件，与中国大学进行技术合作，并直接投资中国科技公司。
所以，从企业的角度看，当可以在其它国家以诱人的折扣价建设生产设施时，它还会考虑在美国本土做同样的事情吗？由于美国缺乏有竞争力的激励措施，其电子制造业转移到了太平洋彼岸。在过去的40年中，亚洲控制了75%的微电子硬件市场。据估计，未来几年亚洲的投资规模将在5,000亿至7,500亿美元之间。
意识到资金的问题后，美国试图通过《美国创新和竞争法》为半导体的本土生产提供超500亿美元支持，不过这可能还不够。有研究认为，美国可以提供竞争性激励（比如税收），并利用国防以外的领域——公共事业、医疗、金融、交通等——来扩大本土市场，以便吸引企业参与。
还有观点称，美国不应该同时做所有的事情，而是优先重建难以复制的能力。据估计，恢复存储芯片/半导体的产能需要三年以上的时间，而重建与逻辑相关的半导体、基板和高级封装能力可能需要5到7年的时间。微电子处理技术的发展速度正在放慢，2D处理器已经接近极限，3D处理器将是下一个广阔的市场。
至于芯片封装业务，这对美国是个巨大的挑战，毕竟美国封装行业的大多数从业人员在约半个世纪前就离开了美国。除了缺少经验丰富的人才，美国也没有提供制造设备、化学品（如封装中使用的基板和其他材料），以及引线框架的供应商网络。
另外，美国发展芯片封装业务会遇到的一个问题是，该工种需要大量的生产经验。最初生产时，芯片封装的良率可能会很低，但随着生产经验的增加，以及生产工艺的改进，良率会随之提高。不过，美国的大芯片客户通常不愿意冒险使用新的本土供应商，因为后者可能需要很长时间才能达到符合要求的良率。
