2024 年 9 月 19 日，美國拜登政府宣布，將根據(jù)小企業(yè)創(chuàng)新研究 （SBIR） 計劃向 9 個州的 17 家小企業(yè)提供近 500 萬美元的資助。SBIR 第一階段獎項將資助研究項目，以探索創(chuàng)新理念或技術(shù)的技術(shù)價值或可行性，以開發(fā)可行的產(chǎn)品或服務以引入商業(yè)微電子市場。這也是 “CHIPS 研發(fā)辦公室”的第一個資助項目。拜登政府致力于為小企業(yè)提供蓬勃發(fā)展所需的資源，并促進競爭以創(chuàng)造公平的競爭環(huán)境。

“隨著美國半導體行業(yè)的發(fā)展，拜登政府致力于為小企業(yè)創(chuàng)造繁榮的機會。憑借今天的獎項，這 17 家企業(yè)將支持 “CHIPS for America” 發(fā)展美國半導體生態(tài)系統(tǒng)并支持我們的國家和經(jīng)濟安全的努力。”美國商務部長吉娜·雷蒙多 （Gina Raimondo） 說道。

NIST（美國國家標準與技術(shù)研究院） 測量科學或計量學預計美國芯片制造商在未來幾年取得的所有進步的核心，例如更小、更快的芯片，這些芯片的制造、操作和冷卻需要更少的能源，以更低的成本提供更多的功能。獲獎項目是從響應資助機會通知 （NOFO） 提交的提案中競爭性選出的，涉及急需的測量服務、工具和儀器的研究項目的多個主題;創(chuàng)新的制造計量；新穎的保證和溯源技術(shù)以及先進的計量研發(fā) （R&D） 測試臺，有助于確保美國在全球半導體行業(yè)的領(lǐng)導地位。

這些都是第一階段 SBIR 獎勵，旨在確定擬議研發(fā)項目的優(yōu)點、可行性和商業(yè)潛力。所有 17 家小企業(yè)都將在 2025 年春季獲得 SBIR 第二階段獎勵。第二階段的獎勵最多可獲得 191 萬美元的資助。

負責標準和技術(shù)的商務部副部長兼美國國家標準與技術(shù)研究院 （NIST） 主任 Laurie E. Locascio表示：“NIST 和 CHIPS for America 很自豪能夠支持這些小企業(yè)進行創(chuàng)新，將其擴展到商業(yè)市場，并促進美國經(jīng)濟。我們很高興支持那些有偉大想法的企業(yè)家，因為他們尋求建立下一個偉大的美國公司?！?/p>

資料顯示，計量學在半導體制造中起著關(guān)鍵作用。隨著設備變得越來越復雜、更小和多層，測量、監(jiān)控、預測和確保制造質(zhì)量的能力變得更加困難和不確定。如今，國內(nèi)半導體行業(yè)面臨著一些計量挑戰(zhàn)，包括變通方法和工具不足，限制了產(chǎn)量，影響了質(zhì)量，并增加了成本。隨著對半導體器件性能和材料要求的更高要求，這些挑戰(zhàn)將繼續(xù)加劇。

“CHIPS 計量計劃”強調(diào)準確、精密且適合微電子材料、器件、電路和系統(tǒng)生產(chǎn)的測量。這項工作利用 NIST 久經(jīng)考驗的測量科學專業(yè)知識、基礎(chǔ)通信和計算研究能力、標準制定貢獻和利益相關(guān)者參與實踐，以解決行業(yè)、學術(shù)界和政府機構(gòu)確定的最優(yōu)先的計量挑戰(zhàn)。

CHIPS 計量計劃根據(jù)七大挑戰(zhàn)的已確定計量需求調(diào)整其研發(fā)組合：

1、材料純度、特性和來源的計量

2、面向未來微電子制造的先進計量技術(shù)

3、啟用計量技術(shù)以將組件集成到先進封裝中

4、半導體材料、設計和組件建模和仿真

5、半導體制造過程建模和仿真

6、實現(xiàn)微電子新材料、新工藝和新設備的標準化

7、計量學提高基于微電子元件和產(chǎn)品的安全性和來源

此次獲得SBIR補貼的17家企業(yè)如下：

1、Direct Electron（加利福尼亞州 Rancho Bernardo）開發(fā)了一種用于高分辨率電子背散射衍射和透射菊池衍射的新型高速相機，這將顯著擴展可以使用該技術(shù)探測的材料特性。該項目將使美國工業(yè)受益，使用當前和下一代微電子器件的材料表征。

2、HighRI Optics（加利福尼亞州奧克蘭）開發(fā)了用于校準極紫外 （EUV） 光刻工具的儀器傳遞函數(shù)的技術(shù)。該項目將推動美國半導體行業(yè)的 EUV 光刻技術(shù)。

3、Photon Spot（加利福尼亞州蒙羅維亞）開發(fā)了一種超緊湊、超低振動的低溫系統(tǒng)，以支持時間分辨成像應用。該項目將使集成電路制造商和進行量子技術(shù)實驗的研究人員受益。

4、光熱光譜儀（加利福尼亞州圣巴巴拉）擁有一臺用于高速熱特性分析和同時進行化學表征的儀器，具有亞微米空間分辨率。該項目將改善美國半導體行業(yè)的熱管理和熱性能表征。

5、PrimeNano Inc（加利福尼亞州圣克拉拉）開發(fā)用于在線計量的測量技術(shù)，該技術(shù)可應用于材料純度、電氣特性、三維器件和下一代制造。該項目將使美國計量和先進封裝行業(yè)受益。

6、Recon RF（加利福尼亞州圣地亞哥）開發(fā)大信號和高功率晶體管建模技術(shù)，為射頻 （RF）-微波電路設計仿真器創(chuàng)建高精度模型。該項目將使研究人員和先進雷達、通信和衛(wèi)星技術(shù)的美國制造商受益。

7、Sigray（加利福尼亞州康科德）擁有線性累積 X 射線源，與領(lǐng)先的 X 射線源相比，臨界維度散射的性能提高了一個數(shù)量級。該項目使半導體晶體管的研究人員和制造商受益。

8、Vapor Cell Technologies（科羅拉多州博爾德）擁有用于半導體制造設備的計量工具，以最大限度地減少物理-數(shù)字鴻溝的差距并放大數(shù)字孿生的準確性。該項目將使美國的微電子供應鏈受益。

9、Tech-X Corporation（科羅拉多州博爾德）開發(fā)了一種用于光子集成電路的仿真工具，用于處理制造變化和缺陷。該項目將使光子集成電路的設計人員受益，他們將擁有更快的開發(fā)時間，以及美國半導體制造商和制造設施。
10、Octave Photonics（科羅拉多州路易斯維爾）正在開發(fā)一種測量工具，用于分析晶圓廠內(nèi)外的空氣污染物和有毒氣體，這些污染物和有毒氣體會導致半導體加工缺陷和安全違規(guī)行為。該項目將使美國半導體制造設施受益。

11、Virtual EM（密歇根州安娜堡市）開發(fā)了一種射頻 （RF） 頻道測深儀系統(tǒng)，以準確描述無線環(huán)境的影響。該項目將使專注于通信技術(shù)的微電子公司和研究機構(gòu)受益。

12、位于俄勒岡州波特蘭市的 Provenance Chain Network 擁有商業(yè)信任協(xié)議 （CTP） 的參考實施，用于管理可驗證憑證 （VC）、計量和知識產(chǎn)權(quán)，增強硬件安全性，并在整個供應鏈中跟蹤微電子元件的來源。該項目將使美國微電子供應鏈行業(yè)受益。

13、Tiptek（賓夕法尼亞州西切斯特）開發(fā)了高速納米探針，以增強半導體故障分析的能力，以定位和分析以檢測發(fā)生在最先進半導體上且難以檢測的“軟”電氣故障。該項目將使美國半導體行業(yè)的研究人員和半導體失效分析工程師受益。

14、Exigent Solutions（德克薩斯州弗里斯科）開發(fā) AI 驅(qū)動的軟件，通過加速光刻仿真來自動化芯片設計優(yōu)化以實現(xiàn)可制造性。該項目將使美國研究人員和半導體設計和制造的工業(yè)界受益。

15、Laser Thermal Analysis（弗吉尼亞州夏洛茨維爾）開發(fā)了混合原子力顯微鏡儀器，該儀器將自動生成微處理器和寬帶隙半導體材料和器件的熱阻、熱邊界界面電阻和溫度分布圖。該項目將使具有熱管理挑戰(zhàn)和長度小于 100 納米的材料開發(fā)需求的設備受益。

16、Hummingbird Scientific（華盛頓州奧林匹亞）擁有透射電子顯微鏡原位樣品架，可對納米級電子設備進行實時成像。該項目將使各行各業(yè)使用的下一代高壓電源轉(zhuǎn)換器的制造商和研究人員受益。

17、Steam Instruments（威斯康星州麥迪遜市）開發(fā)了一種快速、準確的高分辨率離子顯微鏡技術(shù)，用于材料表征，特別關(guān)注半導體行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。該項目將使美國半導體行業(yè)和研究人員受益。