2022美國在先進制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位

美國在先進制造業(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)袖們都意識到一點，國家不能主要依靠軟件來維持其經(jīng)濟和國防安全優(yōu)勢。硬件和軟件的集成，即操作技術(shù)和信息技術(shù)的集成，對

于競爭性產(chǎn)品和武器系統(tǒng)來說，比以往任何時候都更加重要。因此，美國人民越來越認識到國家創(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制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位重塑美國在先進制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位程。從歷史上看，這種循環(huán)周期在整個戰(zhàn)后時期都對美國發(fā)展制造業(yè)起到了很好的作用，但在過去20年～30首先，外國競爭對手利用研究成果的機會是該體系目前的一個基本組成部分。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)常被鼓勵與外國機構(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，因為它需要獲得國外制造的最先進的設(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，同時獲得前景良好技最后，將新技術(shù)擴大到商業(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，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)先考慮建立機制，解決創(chuàng)新循環(huán)周期中的這些差距。整個循環(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)金和獎學(xué)金；（2）為轉(zhuǎn)化研究提供資金，以推進有前景技術(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會采用基礎(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)提供補貼。在當前環(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知識產(chǎn)權(quán)國內(nèi)制造的傾向性。通過采取適當行動，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，這僅僅是一個開始。

當然，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實的基礎(chǔ)。例如，由于人們認識到絕大多數(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)，主要通過三個機構(gòu)進行：美國能源部的先進制AMO）、美國國家科學(xué)基金會（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制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位重塑美國在先進制造業(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7.96億美元被認為是制造業(yè)研發(fā)的核心資金，那么這些機構(gòu)和其他機構(gòu)資助的相關(guān)研發(fā)項目通常包含制造業(yè)。例如，國防高級研究計劃局（Defense經(jīng)常向解決制造能力問題的項目提供資金，電子復(fù)興計劃就是一個例子。該計劃為期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提供資金，但由于缺乏詳細的支出數(shù)據(jù)，很難確定它們的研發(fā)預(yù)算對此外還有一些項目，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）和高級研究計劃局能發(fā)活動提供資金。如果將這些項目和類似項目包括在內(nèi)，對制造業(yè)有影響的聯(lián)邦政府研發(fā)支出總額可能高達29億美元（資額。即使按最高額29億美元粗略估計，美國也遠低于日本、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、德國和韓國這三個國家在先進制造業(yè)中保持了貿(mào)易順差，在工業(yè)機器人的使用方面遠遠領(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）重塑美國在先進制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位重塑美國在先進制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位資幅度至少與其他發(fā)達經(jīng)濟體相當），否則美國的科學(xué)發(fā)現(xiàn)將繼續(xù)讓海外制造商受益，因為海外制造商擁有資源，可以進一步開發(fā)這些科學(xué)發(fā)現(xiàn)，實現(xiàn)規(guī)模化生產(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，而中小制造企業(yè)通常扎根于當?shù)厣鐓^(qū)。他們面臨的風(fēng)險往往來自進口競爭，因進口競爭很可能破產(chǎn)，而不是被推向海外。對他們而言，美國生產(chǎn)基地帶來的利益要比海外市場大得多，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，因為跨國公司可以把工廠和供應(yīng)商設(shè)置在對他們最有利的地方。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)公地項目的原因。

業(yè)，以及全面、有競爭力的供應(yīng)商基礎(chǔ)對美國制造業(yè)整體未來的重要性。然而，多重市場和網(wǎng)絡(luò)不暢阻礙了中小制造企業(yè)采用先進技術(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)化研究的項目上投入的資金更多。例如，德國在制造業(yè)擴展服務(wù)上的支出是美國的20倍；日本的支出甚至更多。對美國中小制造企業(yè)進行調(diào)查，有助于了解他們所面臨的挑戰(zhàn)和眾多機遇，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前存在的兩個主要挑戰(zhàn)，是企業(yè)一致的優(yōu)先事項，受到大客戶對年度成本削減的一致需求和進口競爭的推動。然而，隨著時間的推移，尋找有技能的人才變得越來越具有挑戰(zhàn)性，因為大家都需要升級生產(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)管理局和專項國家計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)保和其他形式的財政援助可以幫助中小制造企業(yè)加速設(shè)備升級和采用智能制造技術(shù)；增加政府對學(xué)徒計劃和技術(shù)教育的資助，將有利于重建技術(shù)人才渠道；與大學(xué)進行更多的轉(zhuǎn)化研發(fā)項目，將有助于新產(chǎn)品的引進和出口機會；退休的業(yè)務(wù)和技術(shù)專家與初創(chuàng)企業(yè)合作的研修項目能提供寶貴的專業(yè)知識。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，它們在制造業(yè)方面保持貿(mào)易順差，制造業(yè)產(chǎn)出和就業(yè)狀況遠好于美國。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)在重點行業(yè)的發(fā)展狀態(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)展趨勢一直疲軟。只有少數(shù)幾個行業(yè)實現(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現(xiàn)，貿(mào)易逆差（特別是對中國的貿(mào)易逆差）達到了創(chuàng)紀錄的高位。DoD已經(jīng)認識到商業(yè)工業(yè)基礎(chǔ)的薄弱對國防工業(yè)基礎(chǔ)造成的威

脅，但這些問題錯綜復(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。鑒于汽車工業(yè)對國家工業(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于這種大規(guī)模技術(shù)轉(zhuǎn)移對美國市重塑美國在先進制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位重塑美國在先進制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位場汽車產(chǎn)量的影響，存在一些爭議。2017年美國市場的汽車產(chǎn)量為1750著自動駕駛汽車鼓勵拼車和按英里付費的商業(yè)模式，未來可能會降至不超過1200工業(yè)帶來了更大的潛在干擾。成本將從機械部件（汽油發(fā)動機成本約為5000美元轉(zhuǎn)移到電動馬達和逆變器（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強大的電池研究計劃，20世紀80年代由聯(lián)邦政府資助的研發(fā)項目，為鋰離子電池技術(shù)的出現(xiàn)提供了扎實的基礎(chǔ)。但美國沒有太多先進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)市場上。實驗室原型經(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，因為在中國，它們

得到了強有力的政府和財政支持，這對推動制造業(yè)發(fā)展非常有利。通常，規(guī)模化制造阻礙了負擔(dān)得起的EV取得能量密度、安全性和壽命方面的突破，更別說還要實現(xiàn)市場接受的續(xù)航里程和充電時間目標。美國汽車行業(yè)正在合作解決關(guān)鍵技術(shù)需求。美國先進電池聯(lián)盟是一個由福特、通用汽車和菲亞特?克萊斯勒組成的合作組織，為移動應(yīng)用的先進儲能系統(tǒng)的研發(fā)提供資金。計劃到2020伏特電池的工廠，并計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多項專利和專利申請。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，并為支持創(chuàng)新的聯(lián)邦研發(fā)活動帶來經(jīng)濟回報。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)正在達到規(guī)模化生產(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、進行必要的測試以證明無數(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，中國的大型電池制造商，如寧德時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車輛使用傳感器、控制器和軟件重塑美國在先進制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位重塑美國在先進制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位的組合來了解其周邊情況。自動駕駛需要集成來自多個傳感器的復(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。這種集成必須實時進行，需要快速的控制器、繼電器和致動器，以及在隨時間適應(yīng)和學(xué)習(xí)的同時避免誤報的控制算法。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。制造商和消費者需對整套硬件和軟件抱有最大的信心，而只有當自動駕駛汽車無處不在的時候，人們的信心才能越來越足。擁有強大的國內(nèi)供應(yīng)基礎(chǔ)才有可能達到這種信心水平，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（理想的是每臺不到1000美元的激光雷達傳感器。激光雷達捕捉來自激光脈沖的反射，以探測車輛的周圍環(huán)境。一些公司，例如，行業(yè)領(lǐng)先者Velodyne，通過機械旋轉(zhuǎn)激光器和接收器實現(xiàn)全視野探測。其它固態(tài)技術(shù)（如光學(xué)相控陣列）則避免了采用機械機構(gòu)，因而可以通過較低的價格和較高的可靠性實現(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，將其激光雷達傳感器整合到前照燈設(shè)計中。Waymo宣布2019年開始向其他公司銷售其激光雷達傳感器，生產(chǎn)將在加利福尼亞州的幾家工廠進行，并計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)也在爭奪這個預(yù)計價值數(shù)十億美元的汽車動力市場。實時分析來自多個傳感器的數(shù)據(jù)流，并且利用這些信息來精確且一致地驅(qū)動車輛控制是一項巨大的技術(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)計復(fù)雜和Board，PCB）轉(zhuǎn)移到高密度互連（HighDensityInterconnect，HDI），當前正在智能電話和其它便攜式設(shè)備中使用。HDI使用更細的線條、更薄的材料和激光切割微通孔技術(shù)，來實現(xiàn)每個區(qū)域更多的功能。

當前大多數(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，但是傳統(tǒng)行業(yè)參與者和新進入者（如Waymo、Uber等）都在對自動駕駛汽車進行重大投資，盡管存在一些亮點，但對于關(guān)鍵車輛投入的生產(chǎn)地點仍存在爭議。美國需要采取積極的政策，繼續(xù)發(fā)展先進的技術(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自主車輛所需的全部技術(shù)，美國才能確保對技術(shù)的完全控變，確保軍隊所需的軍民兩用技術(shù)擁有強大的商業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)。該行業(yè)對美國國內(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制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位重塑美國在先進制造業(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，到2024年柔性電子產(chǎn)品的市場價值將接近900億美元，其中大部分增長將出現(xiàn)在消費性電子產(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、便攜式計算機和大型顯示器）幾乎沒有生產(chǎn)基地。富士電機和中國的京東方科技在內(nèi)的亞洲工業(yè)集團引領(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)的機器使投資者那里籌集了8800對美國生產(chǎn)商來說，柔性基板也是一個有優(yōu)勢的領(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)盟等研究機構(gòu)正在開發(fā)越來越多的柔性基板選項。實例包括聚合物、柔性玻璃、織物、金屬箔和柔性陶瓷。基片的選擇取決于應(yīng)用，在許多考慮因素中，要在成本、產(chǎn)量、電氣、熱和機械性能、封裝和透明度等方面進行權(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)造了新的機會。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、傳感器和近場通信標簽等細分領(lǐng)域涌現(xiàn)，這些很可能是美國生產(chǎn)商的目標市場，而不是大型柔性顯示器或可折疊智能手機市場，因為它們的生產(chǎn)和研發(fā)已經(jīng)扎扎實實地轉(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，以保護它們免受環(huán)境影響，達到散熱是勞動密集型的，因此，封裝操作在20世紀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)在則采用完全自動化的方式。僅自動化本身就創(chuàng)造了重新支撐封裝操作的機會，從而加強對整個生產(chǎn)過程的國內(nèi)控制，但是對工業(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)，從而實現(xiàn)小尺寸下的高性能目標。系統(tǒng)級封裝（SystemIna

（如中央處理器、邏輯、模擬和內(nèi)存等）混合封裝在一起，以減小整個系統(tǒng)的大小。SIP的出現(xiàn)和技術(shù)的持續(xù)進步為在美國重新建立封裝能力創(chuàng)造了機會，因為現(xiàn)有的封裝設(shè)施已經(jīng)過時。在適當?shù)募畲胧┫?，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。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)體價值鏈，這將對國防電子和大多數(shù)其他硬件部門產(chǎn)生積極的影響。這幾個重要行業(yè)表明，美國面臨著繼續(xù)失去對商業(yè)和國防工業(yè)關(guān)鍵技術(shù)控制的風(fēng)險，但也有機會利用強大的國內(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)勢強大，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)重塑美國在先進制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位重塑美國在先進制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位能利用率、更快的設(shè)計迭代等），大大彌補了對必要投資的補償；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器人問世，人們使用機器人可以完成更廣泛的任務(wù)。協(xié)作機器人或合作機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“雇傭”合作機器人，按小時支付費用，避免前期資本業(yè)設(shè)備上的傳感器，可以監(jiān)控工廠和單個機器的狀況。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)濟實惠，更易于使用并集成到現(xiàn)有軟件系統(tǒng)中。它們使運行改進成為可能，例如，進行預(yù)測性維護以最小化或消除停機時間，進行庫存跟蹤以最小化在制品，通過識別缺陷源和啟動糾正措施提高質(zhì)量，以及改進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、工程、采購和生產(chǎn)系統(tǒng)，以使效率最大化，同時允許更多的定制，使浪費最小化。數(shù)字平臺的出現(xiàn)促進了這種數(shù)據(jù)流的發(fā)展，并且