半导体产业是信息技术产业的核心，在国家经济发展和国防建设中占据战略地位。长期以来，美国在半导体领域保持着全球领先优势。进入21世纪以来，美国半导体制造环节大量外迁，本土制造产能占比大幅下降，加之主要经济体竞相加大投入，美国在全球半导体产业链中的主导地位受到严峻挑战。为扭转不利局面，美国政府自2021年以来先后出台《2021财年国防授权法》（NDAA Act）、《2022年芯片与科学法》（CHIPS法）等一系列法案。NIST作为美国商务部下属的国家级科研机构，凭借其在半导体计量基准、标准物质、检测认证等领域的技术优势，在法案实施过程中发挥关键作用。
1 《2022年芯片与科学法》的出台背景与实施进展
当前美国仅拥有全球约12%的芯片制造产能和不到3%的封装测试产能，过度依赖外部供应引发了对产业安全和供应链韧性的担忧。2020年新冠病毒感染期间全球芯片短缺更让美国政府认识到潜在风险。同时，中国加快推进半导体产业的自主发展，自2015年以来通过国家集成电路产业投资基金等渠道投入约1500亿美元。在此背景下，美国政府意识到必须加大对本土半导体产业的扶持力度。2021年1月，美国国会通过《2021财年国防授权法》；2022年8月，进一步通过CHIPS法（图1）。
图1 NDAA法及CHIPS法对美国半导体产业振兴的部署
CHIPS法计划在5年内投入527亿美元支持美国国内半导体研发和制造，具体资金分配见表1。主要包含2大方面：一是提供390亿美元作为半导体制造投资激励基金，采取“匹配投资”形式鼓励企业在美国新建或扩建芯片工厂；二是提供110亿美元支持半导体前沿技术研发，重点建设国家半导体技术中心（NSTC）、国家先进封装制造计划（NAPMP）、制造业美国研究所，以及支持NIST开展半导体计量测试等研发项目。此外还设立了25%的投资税收抵免政策。
表1 《2022年芯片与科学法》资金分配
据美国半导体产业协会（SIA）统计，全美已有28个州超过130个半导体相关项目宣布投资。英特尔、三星、台积电和格芯等龙头企业纷纷宣布大规模投资计划。专业机构预测到2032年，美国在全球芯片制造能力中的占比将从2022年的10%提高到14%。在研发领域，NSTC联盟正式成立；NIST联合多部门启动“半导体计量挑战”计划；国家先进封装制造计划首期投入3亿美元支持玻璃基板等技术研发。
2025年特朗普就任后采取“延续中调整”策略，商务部长明确表示将继续实施CHIPS法，同时通过重新谈判为纳税人争取更好协议。2025年3月，特朗普签署行政命令在商务部内设立美国投资加速办公室，接管CHIPS项目办公室职责（表2）。政策调整主要体现在4个方面：简化审批流程（取消DEI要求等附加条件）；强化投资要求（台积电投资从650亿增至1650亿美元）；建立更严格监督机制；进一步加强国际合作限制。
表2 特朗普政府对CHIPS法的政策调整对比
2 NIST在CHIPS法实施中的战略引领作用
NIST与SIA等机构开展深入产业调研，系统梳理美国半导体产业发展现状和关键短板，形成一系列战略研究报告。同时，NIST组织召开半导体技术发展路线图研讨会，系统梳理未来5~10年发展趋势和关键挑战，研究成果直接转化为CHIPS法重点支持的任务。
CHIPS法明确规定NIST设立CHIPS项目办公室，全面负责管理390亿美元半导体制造激励资金。办公室重点聚焦4大任务：引领尖端逻辑芯片制造、推动先进封装测试、发展前沿存储芯片、提升成熟工艺芯片供给。截至2025年7月，商务部已向32家公司的48个项目授予325.4亿美元资金和58.5亿美元贷款。
NIST负责管理110亿美元半导体研发资金，其中65亿美元集中投入4大重点计划：（1）NSTC获20亿美元资助，开展前沿技术研发和工程化验证；（2）NAPMP获30亿美元资助，聚焦先进封装测试技术创新；（3）CHIPS制造业美国研究所获2.85亿美元资助，专注于数字孪生技术开发；（4）半导体计量研发计划由NIST自主实施，获5亿美元资助（表3）。
表3 CHIPS研发办公室4大计划详细对比
CHIPS法授权NIST在5年内获5亿美元资金，在7大领域开展前瞻布局：材料计量、制造计量、封装计量、仿真计量、标准计量、安全计量、量子计量。NIST还建设国家级半导体计量测试平台，通过建立协同创新网络整合各方资源（图2）。
图2 NIST协同创新网络
NIST的成功源于4方面：立法授权的权威性是根本保障；技术公信力的中立性是获得各方信任的基础；跨部门协调的枢纽地位是整合资源的优势；基于计量标准的底层支撑能力是技术根基。
3 政府支持国家计量院的战略意义与实践模式
CHIPS法授权NIST管理520亿美元资金，是NIST历史上最大规模产业协调任务。NIST从传统被动技术支持者转变为主动产业组织者和战略协调者，通过设立两大专门办公室，形成从基础研究到产业化应用的完整支撑体系，并通过立法形式确立法定地位确保政策连续性。
美国政府对NIST的支持模式具有4个鲜明特征：一是制度保障的全面性和系统性，确立法定地位和职责范围；二是支持方式的系统性和协调性，多部门形成跨部门政策合力；三是评价体系的战略性和前瞻性，更加注重对国家竞争力的贡献；四是资源配置的市场化和效率化，通过竞争性资助等方式确保效率。
NIST的实践表明国家计量院在产业创新体系中具有不可替代的枢纽作用：作为基准标准的制定者，发挥产业发展“指南针”作用（如SRM 3461原子力显微镜悬臂梁标准）；作为创新资源的整合者，发挥产业创新“总调度”作用；作为产业生态的构建者，发挥产业发展“播种机”作用（表4）。
表4 国家计量院枢纽作用分析
4 全球半导体政策竞争与供应链重构
美国CHIPS法引发全球政策竞赛：欧盟《欧盟芯片法》计划动员超430亿欧元，目标到2030年将制造份额从10%提升到20%；日本3年投入3.9万亿日元（257亿美元），投入强度约为GDP的0.71%（美国为0.21%）；韩国K-CHIPS法2025年将税收抵免从15%提高到20%，并宣布建设世界最大半导体“巨型集群”计划（4700亿美元）；中国大基金三期注册资本3440亿人民币，中央科技委员会统筹顶层协调。根据波士顿咨询分析，2024—2032年全球晶圆厂投资预计达2.3万亿美元，比前一个10年增长3倍。
全球半导体制造正从效率优化转向安全与效率并重的新模式：美国预计到2032年制造份额从12%提升到28%；欧盟目标从10%提升到20%；先进逻辑产能地理分布更加分散；自2022年10月以来美国不断加强对华半导体技术出口管制（2024年12月针对140家中国企业）。竞争呈现全面化、系统化、政府作用显著增强、创新模式开放化和协同化的新特征。
5 对中国半导体计量发展的启示
中国应借鉴NIST经验，通过专项授权方式赋予具备技术优势的科研单位更大的产业协调职能。建议明确国家发改委统筹、科技部基础研究布局、工信部产业化推进、财政部资金保障的分工。依托全国重点实验室等载体建设开放共享的半导体技术创新平台，发挥国家级计量技术机构引领作用，通过更高层级制度设计确保政策长期稳定。
中国应围绕半导体材料表征、制程控制、封装测试、可靠性评估等关键环节组织实施国家重点研发计划专项，重点发展极紫外光刻计量、量子器件测试、先进封装计量等前沿技术。发挥国家级电子技术标准化机构主导作用，积极参与IEEE、IEC等国际标准制定，建设高水平半导体检测服务平台。
中国应在确保产业链供应链安全的前提下继续扩大国际合作，建立多元化技术来源和供应渠道。由商务部牵头，协调外交部、科技部等部门加强与日本、韩国、欧盟等合作，发挥“一带一路”作用，建立精准的技术分类管理机制和动态技术安全评估机制。
中国应突破传统校企合作模式，依托国家重大科技专项建立“真题真做”人才培养模式。建立跨学科半导体产业管理和技术人才培养项目，培养复合型领军人才。设立“半导体产业国际人才特区”，为海外高层次人才提供便利条件，支持国内人才到国际一流机构学习。
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