2022美國在先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位

美國在先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位國家創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)存在的差距美國產(chǎn)業(yè)公地的問題加劇了美國創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的另一些差距，特別是在美硬件領(lǐng)域。經(jīng)過幾十年的離岸外包，無論是公共部門還是私營部門的思想領(lǐng)袖們都意識(shí)到一點(diǎn)，國家不能主要依靠軟件來維持其經(jīng)濟(jì)和國防安全優(yōu)勢(shì)。硬件和軟件的集成，即操作技術(shù)和信息技術(shù)的集成，對(duì)

于競爭性產(chǎn)品和武器系統(tǒng)來說，比以往任何時(shí)候都更加重要。因此，美國人民越來越認(rèn)識(shí)到國家創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)存在一定的差距，需要盡快改變這一現(xiàn)狀。圖1美國的創(chuàng)新循環(huán)周期重塑美國在先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位重塑美國在先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位程。從歷史上看，這種循環(huán)周期在整個(gè)戰(zhàn)后時(shí)期都對(duì)美國發(fā)展制造業(yè)起到了很好的作用，但在過去20年～30首先，外國競爭對(duì)手利用研究成果的機(jī)會(huì)是該體系目前的一個(gè)基本組成部分。學(xué)術(shù)研究，特別是科學(xué)和工程領(lǐng)域的研究，主要依賴于來自亞洲的外國研究生。在美國大學(xué)里，超過三分之一的外國學(xué)生其次，美國大學(xué)經(jīng)常被鼓勵(lì)與外國機(jī)構(gòu)合作，外國公司也經(jīng)常參與美國學(xué)術(shù)研究中心的工作。研究中心可能別無選擇，因?yàn)樗枰@得國外制造的最先進(jìn)的設(shè)備，但是外國的參與者可以獲取研究成果，并將其應(yīng)用到本國的生產(chǎn)中；轉(zhuǎn)化研究提供資金，同時(shí)獲得前景良好技最后，將新技術(shù)擴(kuò)大到商業(yè)化規(guī)模

生產(chǎn)的成本很高，并且通常需要一個(gè)全面的供應(yīng)基礎(chǔ)，這在美國往往難以獲得，所以，利用聯(lián)邦研發(fā)資金研發(fā)的新技術(shù)成果，得以在國外生產(chǎn)并創(chuàng)造財(cái)富。為基礎(chǔ)研究提供資金，特別是向美國研究型大學(xué)提供聯(lián)邦資金，仍然是這一循環(huán)周期的重要基礎(chǔ)。但過去合理的假設(shè)已經(jīng)不在那么現(xiàn)實(shí)，即私營部門將為所需的轉(zhuǎn)化研究提供資金，并提高制造能力和生產(chǎn)商業(yè)產(chǎn)品的能力。國家應(yīng)優(yōu)先考慮建立機(jī)制，解決創(chuàng)新循環(huán)周期中的這些差距。整個(gè)循環(huán)周期都需要在以下領(lǐng)域投入資金：（1）為美國工科研究生提供助學(xué)金和獎(jiǎng)學(xué)金；（2）為轉(zhuǎn)化研究提供資金，以推進(jìn)有前景技術(shù)的技術(shù)成熟度（TechnologyReadinessLevels，TRL）和制造成熟度確保潛在產(chǎn)品在美國商業(yè)化。目前的情況是，學(xué)術(shù)研究人員在證明了基礎(chǔ)科學(xué)后，初創(chuàng)企業(yè)進(jìn)行投資，以便它們能夠在美國（4）將美國的供應(yīng)商基礎(chǔ)與致力于將新硬件技術(shù)商業(yè)化的企業(yè)家的需求緊密聯(lián)系起來，并向新制造商提供政府采購合同，以加快其批量生產(chǎn)的步伐。研究，而在國外成功商業(yè)化的外國公司有更多的機(jī)會(huì)采用基礎(chǔ)研究所獲得的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)。由于創(chuàng)新循環(huán)周期中的這些漏洞，導(dǎo)致美國對(duì)基本研發(fā)的投資正在為外國公司的產(chǎn)品開發(fā)提供補(bǔ)貼。在當(dāng)前環(huán)境下，聯(lián)邦政府必須在轉(zhuǎn)化研究領(lǐng)域加大投入，作為基礎(chǔ)科學(xué)支出的補(bǔ)充，從而提高國家andTechnology，NIST）發(fā)布了一份名為《釋放美國創(chuàng)新力的投資回報(bào)倡議》的綠皮書，該綠皮書闡述了技術(shù)轉(zhuǎn)讓的多重障礙、完善技術(shù)成熟（即轉(zhuǎn)化研究）資金的需求，以及聯(lián)邦資金資助型研究對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)國內(nèi)制造的傾向性。通過采取適當(dāng)行動(dòng)，綠皮書中確定的舉措將開始解決創(chuàng)新循環(huán)周期的差距，不過，這僅僅是一個(gè)開始。

當(dāng)然，政府還有更多空間做更多事情來恢復(fù)國家的產(chǎn)業(yè)公地，填補(bǔ)制造業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)中的缺口，并為長期的全球競爭力奠定更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。例如，由于人們認(rèn)識(shí)到絕大多數(shù)聯(lián)邦研發(fā)支出用于基礎(chǔ)研由于信息不充分和標(biāo)簽不一致，聯(lián)邦政府在制造相關(guān)研發(fā)方面的支出難以（Organizationrcnd，OECD）的7.73億美元到美國審計(jì)總署研發(fā)資金投入可合理歸入于制造業(yè)，主要通過三個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行：美國能源部的先進(jìn)制AMO）、美國國家科學(xué)基金會(huì)（NationalDoD、美國能供資金，目前有14和工藝技術(shù)。包括研究所所需的成本份額重塑美國在先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位重塑美國在先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位圖2制造業(yè)相關(guān)研發(fā)的核心聯(lián)邦資金（來源：MForesight分析）（非聯(lián)邦資金），使投資資金總額增加到7.96億美元（見圖2）。如果這7.96億美元被認(rèn)為是制造業(yè)研發(fā)的核心資金，那么這些機(jī)構(gòu)和其他機(jī)構(gòu)資助的相關(guān)研發(fā)項(xiàng)目通常包含制造業(yè)。例如，國防高級(jí)研究計(jì)劃局（Defense經(jīng)常向解決制造能力問題的項(xiàng)目提供資金，電子復(fù)興計(jì)劃就是一個(gè)例子。該計(jì)劃為期4年，耗資2億美元，旨在重振美國的

半導(dǎo)體制造基地。美國NIST和美國國家造的研究活動(dòng)提供資金，但由于缺乏詳細(xì)的支出數(shù)據(jù)，很難確定它們的研發(fā)預(yù)算對(duì)此外還有一些項(xiàng)目，如美國DoE的生物能源技術(shù)辦公室（BioenergyTechnologyOffice，BETO）、化石能源辦公室（FossilEnergyOffice，F(xiàn)E）和高級(jí)研究計(jì)劃局能發(fā)活動(dòng)提供資金。如果將這些項(xiàng)目和類似項(xiàng)目包括在內(nèi)，對(duì)制造業(yè)有影響的聯(lián)邦政府研發(fā)支出總額可能高達(dá)29億美元（資額。即使按最高額29億美元粗略估計(jì)，美國也遠(yuǎn)低于日本、德國和韓國。日本在制造業(yè)相關(guān)研發(fā)方面的支出是美國的3

出是美國的10必須指出的是，日本、德國和韓國這三個(gè)國家在先進(jìn)制造業(yè)中保持了貿(mào)易順差，在工業(yè)機(jī)器人的使用方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于美國，在制造業(yè)中高科技生產(chǎn)的份額也更大。除非美國以新的轉(zhuǎn)化研發(fā)投資來作為其在基礎(chǔ)研究方面的巨額投資的補(bǔ)充（投圖3聯(lián)邦制造業(yè)相關(guān)研發(fā)的總資金（來源：MForesight分析）重塑美國在先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位重塑美國在先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位資幅度至少與其他發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體相當(dāng)），否則美國的科學(xué)發(fā)現(xiàn)將繼續(xù)讓海外制造商受益，因?yàn)楹Ｍ庵圃焐虛碛匈Y源，可以進(jìn)一步開發(fā)這些科學(xué)發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，并將制成品出口回美國。在美國私營企業(yè)重新有能力為轉(zhuǎn)化研發(fā)、生產(chǎn)成品和大規(guī)模生產(chǎn)中的此類關(guān)鍵步驟提供資金并執(zhí)行這些關(guān)鍵步驟之前，聯(lián)邦政府必須在應(yīng)用工程和制造研發(fā)方面投入更多資金。中小制造企業(yè)是美國工業(yè)的基礎(chǔ)支柱。盡管大型跨國制造企業(yè)享有全球利益，但其大部分收入和利潤往往來自國外市場(chǎng)，而中小制造企業(yè)通常扎根于當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)。他們面臨的風(fēng)險(xiǎn)往往來自進(jìn)口競爭，因進(jìn)口競爭很可能破產(chǎn)，而不是被推向海外。對(duì)他們而言，美國生產(chǎn)基地帶來的利益要比海外市場(chǎng)大得多，但因國家產(chǎn)業(yè)公地的衰落而帶來的損失，也要比擁有多樣化全球生產(chǎn)能力和資源的大型跨國公司大得多，因?yàn)榭鐕究梢园压S和供應(yīng)商設(shè)置在對(duì)他們最有利的地方。這至少在一定程度上解釋了中小制造企業(yè)在美國制造業(yè)的地位越來越重要，以及支持中小制造企業(yè)參與迫在眉睫的政府重建產(chǎn)業(yè)公地項(xiàng)目的原因。

業(yè)，以及全面、有競爭力的供應(yīng)商基礎(chǔ)對(duì)美國制造業(yè)整體未來的重要性。然而，多重市場(chǎng)和網(wǎng)絡(luò)不暢阻礙了中小制造企業(yè)采用先進(jìn)技術(shù)的步伐，也阻礙了高生產(chǎn)率、集成化的下一代供應(yīng)鏈的出現(xiàn)。克服這些障礙，需要政府和企業(yè)協(xié)同合作，至少要跟上國際競爭者的步伐。盡管有諸如霍林斯制造推廣伙伴關(guān)系和美國制造研究院等項(xiàng)目，但其他國家在支持中小制造企業(yè)和開展轉(zhuǎn)化研究的項(xiàng)目上投入的資金更多。例如，德國在制造業(yè)擴(kuò)展服務(wù)上的支出是美國的20倍；日本的支出甚至更多。對(duì)美國中小制造企業(yè)進(jìn)行調(diào)查，有助于了解他們所面臨的挑戰(zhàn)和眾多機(jī)遇，以及政府必須在哪些方面提供幫助。降低成本和加速增長是當(dāng)前存在的兩個(gè)主要挑戰(zhàn)，是企業(yè)一致的優(yōu)先事項(xiàng)，受到大客戶對(duì)年度成本削減的一致需求和進(jìn)口競爭的推動(dòng)。然而，隨著時(shí)間的推移，尋找有技能的人才變得越來越具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)榇蠹叶夹枰?jí)生產(chǎn)技術(shù)和開發(fā)新的產(chǎn)品。盡管可以從環(huán)保部、小型企業(yè)管理局和專項(xiàng)國家計(jì)劃中獲得一些政府援助，但還需要做更多的工作，例如，貸款擔(dān)保和其他形式的財(cái)政援助可以幫助中小制造企業(yè)加速設(shè)備升級(jí)和采用智能制造技術(shù)；增加政府對(duì)學(xué)徒計(jì)劃和技術(shù)教育的資助，將有利于重建技術(shù)人才渠道；與大學(xué)進(jìn)行更多的轉(zhuǎn)化研發(fā)項(xiàng)目，將有助于新產(chǎn)品的引進(jìn)和出口機(jī)會(huì)；退休的業(yè)務(wù)和技術(shù)專家與初創(chuàng)企業(yè)合作的研修項(xiàng)目能提供寶貴的專業(yè)知識(shí)。競爭國家能在這些方面為其中小制造企業(yè)提供支持。因此，它們?cè)谥圃鞓I(yè)方面保持貿(mào)易順差，制造業(yè)產(chǎn)出和就業(yè)狀況遠(yuǎn)好于美國。2018年，美國的商品貿(mào)易逆差為8910億美元，而德國的商品貿(mào)易順差為2800億美元，日本超過260億美元，韓國則超過950億美元。這些貿(mào)易差額受到多種因素的影響，但總體上反映了國家支持制造業(yè)的政策（特別是對(duì)中小制造企業(yè)的支持），以及一系列不同的商業(yè)決策，這些決策有力阻止了生產(chǎn)能力的大規(guī)模外包。新興技術(shù)在重點(diǎn)行業(yè)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)盡管近年來出現(xiàn)了一些積極的發(fā)展，例如，成立美國制造研究所，但總體而言，美國制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)一直疲軟。只有少數(shù)幾個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出和就業(yè)增長，企業(yè)減稅帶來的預(yù)期新投資基本未能實(shí)現(xiàn)，貿(mào)易逆差（特別是對(duì)中國的貿(mào)易逆差）達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的高位。DoD已經(jīng)認(rèn)識(shí)到商業(yè)工業(yè)基礎(chǔ)的薄弱對(duì)國防工業(yè)基礎(chǔ)造成的威

脅，但這些問題錯(cuò)綜復(fù)雜，難以一次性解決，并且除了關(guān)稅之外，尚未形成具體的解決辦法。在這種背景下，考慮美國制造業(yè)在利用新技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)是有用的，這些新技術(shù)將在商業(yè)和國防工業(yè)方面掀起不小的波動(dòng)。鑒于汽車工業(yè)對(duì)國家工業(yè)基礎(chǔ)的重要性，汽車工業(yè)的未來值得特別關(guān)注。（包括汽車、卡車和零部件）至少占美國制造業(yè)產(chǎn)出的業(yè)產(chǎn)出增長中所占份額最大。顯然，美國制造業(yè)最顯著和最普遍的變化將來自向電2030年EV主駕駛方面的投資。例如，福特公司將其研發(fā)工作都是在其位于中國上海附近的先對(duì)于這種大規(guī)模技術(shù)轉(zhuǎn)移對(duì)美國市重塑美國在先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位重塑美國在先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位場(chǎng)汽車產(chǎn)量的影響，存在一些爭議。2017年美國市場(chǎng)的汽車產(chǎn)量為1750著自動(dòng)駕駛汽車鼓勵(lì)拼車和按英里付費(fèi)的商業(yè)模式，未來可能會(huì)降至不超過1200工業(yè)帶來了更大的潛在干擾。成本將從機(jī)械部件（汽油發(fā)動(dòng)機(jī)成本約為5000美元轉(zhuǎn)移到電動(dòng)馬達(dá)和逆變器（成本為2000足夠續(xù)航里程的電池組。作為最大制造部電池目前占EV成本的40%。計(jì)劃在未來幾年推出的EV將大幅增加電池產(chǎn)量需求。美國長期以來一直有一個(gè)強(qiáng)大的電池研究計(jì)劃，20世紀(jì)80年代由聯(lián)邦政府資助的研發(fā)項(xiàng)目，為鋰離子電池技術(shù)的出現(xiàn)提供了扎實(shí)的基礎(chǔ)。但美國沒有太多先進(jìn)的鋰離子電池的生產(chǎn)基地。宣布電池技術(shù)的突破并不少見，但是隨后并沒有出現(xiàn)在商業(yè)市場(chǎng)上。實(shí)驗(yàn)室原型經(jīng)常不能很好地轉(zhuǎn)化為商業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，盡管從這些商業(yè)化失敗的案例我們可以知道什么東西才能大規(guī)模制造。例如，在波士頓電力公司的一些案例中，擁有在美國開發(fā)技術(shù)的電池初創(chuàng)企業(yè)已經(jīng)搬到了中國，因?yàn)樵谥袊鼈?/p>

得到了強(qiáng)有力的政府和財(cái)政支持，這對(duì)推動(dòng)制造業(yè)發(fā)展非常有利。通常，規(guī)?；圃熳璧K了負(fù)擔(dān)得起的EV取得能量密度、安全性和壽命方面的突破，更別說還要實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)接受的續(xù)航里程和充電時(shí)間目標(biāo)。美國汽車行業(yè)正在合作解決關(guān)鍵技術(shù)需求。美國先進(jìn)電池聯(lián)盟是一個(gè)由福特、通用汽車和菲亞特?克萊斯勒組成的合作組織，為移動(dòng)應(yīng)用的先進(jìn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的研發(fā)提供資金。計(jì)劃到2020伏特電池的工廠，并計(jì)劃在喬治亞州建立許多美國電池初創(chuàng)企業(yè)要么正在建廠，要么計(jì)劃在不久的將來投產(chǎn)。其中許多企業(yè)專注在固態(tài)電池或替代性陽極材料上。他們中的大多數(shù)公司都是通過企業(yè)投資者（包括許多外國汽車公司）籌集資金，而不是通過風(fēng)險(xiǎn)投資公司，例如：斯坦福大學(xué)于2010年成立的子公司，在固態(tài)鋰離子電池領(lǐng)域擁有20多項(xiàng)專利和專利申請(qǐng)。斯坦福大學(xué)最初的研發(fā)工作得到ARPA-E的支持，大眾汽車是主要投資者，繼2014年投資之后，2018年再投資1億美元，要到2025年才有可能投產(chǎn)；固體動(dòng)力公司Solid0括寶馬、三星、現(xiàn)代汽車和蘇威。位于肯塔基州路易斯維爾的一家在建工廠于2019成立于馬薩諸塞州沃本，正在開發(fā)使用塑料電解質(zhì)的固態(tài)電池。投資者包括雷諾日（4）24M公司——麻省理工學(xué)院在馬薩諸塞州坎布里奇的分支機(jī)構(gòu)，開發(fā)生產(chǎn)半固態(tài)鋰離子電池的專有制造工藝。已從日本京瓷等風(fēng)險(xiǎn)投資公司和企業(yè)籌集到6000多萬美元。初期生產(chǎn)將集中于固定式充電樁，還計(jì)劃將其生產(chǎn)技術(shù)授權(quán)給其他制造商。

只要生產(chǎn)基地在美國，美國就將受益于先發(fā)優(yōu)勢(shì)，并為支持創(chuàng)新的聯(lián)邦研發(fā)活動(dòng)帶來經(jīng)濟(jì)回報(bào)。在這種條件下，即國內(nèi)生產(chǎn)應(yīng)該是任何公共或私人投資的基本要求，以資助必要的轉(zhuǎn)化研究和支持聯(lián)邦資助的研發(fā)活動(dòng)的商業(yè)化。這些初創(chuàng)企業(yè)和許多其它初創(chuàng)企業(yè)正在開發(fā)電池技術(shù)。他們有潛力提供消除EV續(xù)航里程焦慮所需的能量密度，并實(shí)現(xiàn)降低電池組成本所必需的成本突破。這些新電池技術(shù)中的部分技術(shù)正在達(dá)到規(guī)?；a(chǎn)的程度，但它們最終能否成功仍未確定?；I集足夠的資金來完善新技術(shù)和新材料、開發(fā)有效的制造工藝、進(jìn)行必要的測(cè)試以證明無數(shù)充放電循環(huán)的可靠性，以及建設(shè)所需的大規(guī)模工廠，仍然是大多數(shù)初創(chuàng)企業(yè)面臨的普遍挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，中國的大型電池制造商，如寧德時(shí)代新能源科技有限公司和比亞迪汽車公司，正在迅速建立生產(chǎn)能力。中國生產(chǎn)商將大量投資于產(chǎn)能，然后向全球市場(chǎng)大量出口低成本產(chǎn)品，就像10年前太陽能電池板的情況一制器自動(dòng)車輛使用傳感器、控制器和軟件重塑美國在先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位重塑美國在先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位的組合來了解其周邊情況。自動(dòng)駕駛需要集成來自多個(gè)傳感器的復(fù)雜輸入數(shù)據(jù)，無論駕駛條件如何，這些傳感器必須是萬無一失的。這種集成必須實(shí)時(shí)進(jìn)行，需要快速的控制器、繼電器和致動(dòng)器，以及在隨時(shí)間適應(yīng)和學(xué)習(xí)的同時(shí)避免誤報(bào)的控制算法。這種傳感器輸入、來自其他車輛的通信和其他可能的信息源的復(fù)雜集成也必須具備不受黑客攻擊的功能。制造商和消費(fèi)者需對(duì)整套硬件和軟件抱有最大的信心，而只有當(dāng)自動(dòng)駕駛汽車無處不在的時(shí)候，人們的信心才能越來越足。擁有強(qiáng)大的國內(nèi)供應(yīng)基礎(chǔ)才有可能達(dá)到這種信心水平，令人焦慮的是其中的一些供應(yīng)基礎(chǔ)目前尚不完善。

成本較低（理想的是每臺(tái)不到1000美元的激光雷達(dá)傳感器。激光雷達(dá)捕捉來自激光脈沖的反射，以探測(cè)車輛的周圍環(huán)境。一些公司，例如，行業(yè)領(lǐng)先者Velodyne，通過機(jī)械旋轉(zhuǎn)激光器和接收器實(shí)現(xiàn)全視野探測(cè)。其它固態(tài)技術(shù)（如光學(xué)相控陣列）則避免了采用機(jī)械機(jī)構(gòu)，因而可以通過較低的價(jià)格和較高的可靠性實(shí)現(xiàn)汽車應(yīng)用。Velodyne于2017年發(fā)布了固態(tài)版。最近估值超過20億美元的硅谷初創(chuàng)企業(yè)Quanergy的生產(chǎn)基地位于加州森尼維耳，稱其激光及比競爭對(duì)手更小的反射率。該公司2018年開始批量生產(chǎn)，目前正在與多家汽車公司合作，包括沃爾沃、大眾和豐田。另一Cepton已經(jīng)與日本一家大型車前燈供應(yīng)商Koito合作，將其激光雷達(dá)傳感器整合到前照燈設(shè)計(jì)中。Waymo宣布2019年開始向其他公司銷售其激光雷達(dá)傳感器，生產(chǎn)將在加利福尼亞州的幾家工廠進(jìn)行，并計(jì)劃在密歇根州東南部新建一家工廠。在中國、以色列、加拿大、德國和澳大利亞等國家，其他初創(chuàng)企業(yè)也在爭奪這個(gè)預(yù)計(jì)價(jià)值數(shù)十億美元的汽車動(dòng)力市場(chǎng)。實(shí)時(shí)分析來自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)流，并且利用這些信息來精確且一致地驅(qū)動(dòng)車輛控制是一項(xiàng)巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。盡管電子產(chǎn)品在車輛總成本中所占的比例持續(xù)上升，預(yù)計(jì)到2030年將從如今的三分之一增加到一半，但到目前為止，這些設(shè)備還未要求自主性所需的處理能力和速度。一個(gè)正在開發(fā)中的系統(tǒng)將以每秒25億輸入的速率處理數(shù)據(jù)，在這個(gè)過程中需要結(jié)合多種技術(shù)，從車載通信網(wǎng)絡(luò)到可能為該應(yīng)用程序?qū)ｉT構(gòu)建的復(fù)雜處理器。傳感器集成將需要從具有設(shè)計(jì)復(fù)雜和Board，PCB）轉(zhuǎn)移到高密度互連（HighDensityInterconnect，HDI），當(dāng)前正在智能電話和其它便攜式設(shè)備中使用。HDI使用更細(xì)的線條、更薄的材料和激光切割微通孔技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)每個(gè)區(qū)域更多的功能。

當(dāng)前大多數(shù)情況下，HDI用于在亞洲制造內(nèi)的最新技術(shù)水平。在許多情況下，美國國內(nèi)生產(chǎn)商已瀕臨關(guān)閉國內(nèi)生產(chǎn)設(shè)施，并美國仍然是全球二大汽車市場(chǎng)，但是傳統(tǒng)行業(yè)參與者和新進(jìn)入者（如Waymo、Uber等）都在對(duì)自動(dòng)駕駛汽車進(jìn)行重大投資，盡管存在一些亮點(diǎn)，但對(duì)于關(guān)鍵車輛投入的生產(chǎn)地點(diǎn)仍存在爭議。美國需要采取積極的政策，繼續(xù)發(fā)展先進(jìn)的技術(shù)，并確保在國內(nèi)生產(chǎn)的全部關(guān)鍵投入。只有制造出將來電動(dòng)自主車輛所需的全部技術(shù)，美國才能確保對(duì)技術(shù)的完全控變，確保軍隊(duì)所需的軍民兩用技術(shù)擁有強(qiáng)大的商業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)。該行業(yè)對(duì)美國國內(nèi)制造業(yè)和國家安全來說十分重要，不能失去自上世紀(jì)90年代以來，柔性電子產(chǎn)品一直被廣泛研發(fā)，其中大部分資金來自美國軍方。盡管有諸如FLEXTECH（最初是美國顯示器聯(lián)盟，后更名為柔性電子技術(shù)聯(lián)盟）、亞利桑那州立大學(xué)的柔性顯示重塑美國在先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位重塑美國在先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位器研究中心、美國柔性混合電子創(chuàng)新研究院等的倡議，以及美國大學(xué)的眾多研究成果，但是柔性電子產(chǎn)品和顯示器的廣泛制造尚未在美國出現(xiàn)。據(jù)預(yù)測(cè)，到2024年柔性電子產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)值將接近900億美元，其中大部分增長將出現(xiàn)在消費(fèi)性電子產(chǎn)品領(lǐng)域，汽車、醫(yī)療保健和工業(yè)應(yīng)用也將出現(xiàn)顯著增長。不幸的是，美國在許多有望獲得柔性電子產(chǎn)品最高應(yīng)用的產(chǎn)品線上（如智能手機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)和大型顯示器）幾乎沒有生產(chǎn)基地。富士電機(jī)和中國的京東方科技在內(nèi)的亞洲工業(yè)集團(tuán)引領(lǐng)著柔性電子產(chǎn)品的商業(yè)化。在創(chuàng)造該技術(shù)的最初研究中處于領(lǐng)先地位，但持續(xù)技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品商業(yè)化的重心已轉(zhuǎn)移到亞洲。亞洲公司的研發(fā)重點(diǎn)一直是生產(chǎn)技術(shù)，而不是基礎(chǔ)研究?？梢哉f，

隨著亞洲制造能力的提高，國內(nèi)生產(chǎn)基地留給了小眾廠商，柔性電子是技術(shù)發(fā)展的一個(gè)明顯案例。特別是在顯示技術(shù)方面，美國的任何重大生產(chǎn)都需要通過在美國設(shè)廠的外國公司，或者獲得外國技術(shù)許可的美國生產(chǎn)商來進(jìn)行。和其他美國國內(nèi)公司生產(chǎn)柔性基材和其他Kateeva生產(chǎn)的機(jī)器使投資者那里籌集了8800對(duì)美國生產(chǎn)商來說，柔性基板也是一個(gè)有優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)域。普渡大學(xué)、麻省理工學(xué)院、亞利桑那州立大學(xué)和東北大學(xué)，以及3M、Molex和BrewerScience等公司，還有柔性混合電子制造創(chuàng)新研究院和納米生物制造聯(lián)盟等研究機(jī)構(gòu)正在開發(fā)越來越多的柔性基板選項(xiàng)。實(shí)例包括聚合物、柔性玻璃、織物、金屬箔和柔性陶瓷?；倪x擇取決于應(yīng)用，在許多考慮因素中，要在成本、產(chǎn)量、電氣、熱和機(jī)械性能、封裝和透明度等方面進(jìn)行權(quán)衡。使用導(dǎo)電油墨的印刷技術(shù)為低成本、大批量制造創(chuàng)造了新的機(jī)會(huì)。盡管研發(fā)工作仍在繼續(xù)，但利用柔性電子的產(chǎn)品正在醫(yī)療設(shè)備、可穿戴電子產(chǎn)品、傳感器和近場(chǎng)通信標(biāo)簽等細(xì)分領(lǐng)域涌現(xiàn)，這些很可能是美國生產(chǎn)商的目標(biāo)市場(chǎng)，而不是大型柔性顯示器或可折疊智能手機(jī)市場(chǎng)，因?yàn)樗鼈兊纳a(chǎn)和研發(fā)已經(jīng)扎扎實(shí)實(shí)地轉(zhuǎn)移到了亞洲。半導(dǎo)體封裝是將半導(dǎo)體器件或集成電路封裝在金屬、玻璃、塑料或陶瓷包裝中，以保護(hù)它們免受環(huán)境影響，達(dá)到散熱是勞動(dòng)密集型的，因此，封裝操作在20世紀(jì)80年代轉(zhuǎn)移到亞洲，但隨著電路密度的增加，封裝變得更加復(fù)雜，現(xiàn)在則采用完全自動(dòng)化的方式。僅自動(dòng)化本身就創(chuàng)造了重新支撐封裝操作的機(jī)會(huì)，從而加強(qiáng)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的國內(nèi)控制，但是對(duì)工業(yè)技術(shù)挑戰(zhàn)的新響應(yīng)正在創(chuàng)造從封裝建立競爭優(yōu)隨著電路密度接近摩爾定律的極限，現(xiàn)有的技術(shù)狀態(tài)是7納米，盡管大多數(shù)制造工廠和設(shè)備的數(shù)值比較大，但是新的封裝技術(shù)正不斷涌現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)小尺寸下的高性能目標(biāo)。系統(tǒng)級(jí)封裝（SystemIna

（如中央處理器、邏輯、模擬和內(nèi)存等）混合封裝在一起，以減小整個(gè)系統(tǒng)的大小。SIP的出現(xiàn)和技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步為在美國重新建立封裝能力創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，因?yàn)楝F(xiàn)有的封裝設(shè)施已經(jīng)過時(shí)。在適當(dāng)?shù)募?lì)措施下，可以在美國現(xiàn)有的圓晶工廠附近建立SIP操作，這也可以為在附近建立電路板裝配廠創(chuàng)造優(yōu)勢(shì)。隨著數(shù)字化的普及，利用不連續(xù)技術(shù)，SIP可以重建更多的半導(dǎo)體價(jià)值鏈，這將對(duì)國防電子和大多數(shù)其他硬件部門產(chǎn)生積極的影響。這幾個(gè)重要行業(yè)表明，美國面臨著繼續(xù)失去對(duì)商業(yè)和國防工業(yè)關(guān)鍵技術(shù)控制的風(fēng)險(xiǎn)，但也有機(jī)會(huì)利用強(qiáng)大的國內(nèi)創(chuàng)新來重建必要的工業(yè)能力。過去的模式可以逆轉(zhuǎn)。確保所需生產(chǎn)率增長的機(jī)制正在形成，主要以智能制造技術(shù)的形式出現(xiàn)，但也包括關(guān)鍵生產(chǎn)工藝的進(jìn)步。要確保美國制造業(yè)長期、廣泛的成功，就需要迅速采用智能制造技術(shù)，先發(fā)優(yōu)勢(shì)強(qiáng)大，網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)顯著。麥肯錫的研究表明：利潤增長（通過更高效的生產(chǎn)、更高的產(chǎn)重塑美國在先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位重塑美國在先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位能利用率、更快的設(shè)計(jì)迭代等），大大彌補(bǔ)了對(duì)必要投資的補(bǔ)償；政援助相結(jié)合，以確保制造商（小制造企業(yè)）智能制造技術(shù)的例子包括：司，如DesktopMetal、HP、Markforged和

有更好的感官感知和操縱能力的機(jī)器人問世，人們使用機(jī)器人可以完成更廣泛的任務(wù)。協(xié)作機(jī)器人或合作機(jī)器人能夠與人并肩工作，提供更大的靈活性和更高的利用率。在某些情況下，公司會(huì)“雇傭”合作機(jī)器人，按小時(shí)支付費(fèi)用，避免前期資本業(yè)設(shè)備上的傳感器，可以監(jiān)控工廠和單個(gè)機(jī)器的狀況。這些傳感器和使用所得數(shù)據(jù)的控制系統(tǒng)正在變得更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，更易于使用并集成到現(xiàn)有軟件系統(tǒng)中。它們使運(yùn)行改進(jìn)成為可能，例如，進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)以最小化或消除停機(jī)時(shí)間，進(jìn)行庫存跟蹤以最小化在制品，通過識(shí)別缺陷源和啟動(dòng)糾正措施提高質(zhì)量，以及改進(jìn)工作流程以在利用不斷增長的數(shù)據(jù)流，包括從車間的生產(chǎn)數(shù)據(jù)到客戶對(duì)產(chǎn)品使用和滿意度的數(shù)據(jù)。大型制造商及其供應(yīng)商能夠整合其設(shè)計(jì)、工程、采購和生產(chǎn)系統(tǒng)，以使效率最大化，同時(shí)允許更多的定制，使浪費(fèi)最小化。數(shù)字平臺(tái)的出現(xiàn)促進(jìn)了這種數(shù)據(jù)流的發(fā)展，并且