美国新型研发机构的创建及运营——以美国半导体技术联合体为例

杭州市科技信息研究院

新型研发机构是指整合多方资源组建而成，有着“不完全像大学、不完全像科研院所、不完全像企业、不完全像事业单位”特点的“四不像”单位，它在组织上进行重大创新，能有效整合创新链、产业链、资本链，实现前瞻性技术、共性技术和实用性技术等技术的开发。新型研发机构是我国实施创新驱动战略的一项新探索，是促进科技研发、成果转化、产业孵化以及人才聚集培养的助推器。

本文以美国半导体技术联合体（SEMATECH）的创建及运营为例，为新型研发机构的建设提供借鉴。

SEMATECH的机构概况

美国半导体技术联合体（Semiconductor Manufacturing Technology Research Consortium，以下简称“SEMATECH”）是20世纪80年代美国为恢复本国在半导体制造领域领先地位而成立的技术研发联盟。作为非盈利研发组织，它最初的目标是提供一个中心机构，集中成员单位力量研发新技术，以帮助美国降低半导体研发成本和提高制造工艺。

后来，由于成员单位担心搭便车的风险，它将工作重心转向促进成员单位与美国半导体设备供应商在竞争前技术上的合作，内容包括：制造设备和材料的开发，新设备、新材料与制造系统的集成工作和最佳实践技巧的推广。

1987 年8 月，由美国国防部支持，美国半导体工业协会（SIA）推动，共有14 家美国公司参加的半导体制造技术研发联合体（SEMATECH）宣告成立。

1993 年，SEMATECH 制造出0.35 微米线宽集成电路。此后，它逐渐发展成为一个国际合作研发机构。

SEMATECH的成员

按组织性质分，SEMATECH 的参与者可分为：企业、政府部门、高校与联邦实验室、中介机构4 大类。各类参与者在联合体中都扮演了不同的角色（见图1）。

企业参与者主要有半导体制造公司和半导体设备与材料供应商。半导体制造公司是成员单位，首批成员单位由14家美国半导体制造公司组成（见表1），这些公司占据了当时美国半导体组件制造领域80%以上的市场份额。成员单位负责提供资金、人力和技术支持。

图1 SEMATECH的参与者

表1 SEMATECH首批14家成员单位

政府部门主要涉及美国联邦政府及其部门，在联盟运行中起到了立法保障、项目管理、经费支持和战略咨询等作用。在立法保障方面，1984 年，美国国会颁布《国家合作研究法案》，破除《反垄断法》对合作研究的限制，使组织间合作研究合法化。在项目管理及经费支持方面，擅长于项目研发管理的美国国防部高级研究计划局负责监管SEMATECH，但它并不进行过多的微观上的管理，而是通过参加董事会、咨询委员会等方式来提供宏观指导。在战略咨询方面，根据美国《国防授权法案》要求，SEMATECH 在政府参与期间设立了执行技术咨询委员，为其研发目标以及年度经营计划提供合理建议。

高校与联邦实验室主要通过联合资助的方式参与SEMATECH 长期研究项目。这些项目致力于基础性、先进性的研究。SEMATECH 建立了11 个卓越中心，涉及11个州的高校和联邦实验室（见表2），其目的是：为先进制造工程技术创建一个有声望的氛围；培养高素质制造工程师；引导研发需求向联盟阶段三的制造技术靠近。

中介机构是非成员单位联系SEMATECH 的重要纽带，在其间充当了媒介的作用。SEMI/SEMATECH 是SEMATECH 与 美 国半导体设备与材料供应商之间的中介，由美国半导体材料和设备产业界的公司于1987 年9 月组织成立。当时美国半导体材料和设备产业界大约有800家公司，其中有135家公司是这个组织的成员，它们占据了美国半导体材料与设备销售额的85%以上。半导体研究公司是SEMATECH 与高校和联邦实验室之间的中介，是美国半导体工业协会在1982年成立的一家由行业资助的组织，其目的是成立基金，资助并协调美国高校开展半导体教学和研究。普华永道国际会计事务所是SEMATECH 选择的会计中介机构，为其提供第三方的、相对独立并且专业的会计指导。

表2 参与SEMATECH卓越中心的高校和联邦实验室

SEMATECH的组织结构

SEMATECH 最先采取职能型组织结构，按照联合体的总体职能和三阶段计划组建了制造作业、制造系统和制造工艺等业务部门。1989 年，SEMATECH 将组织结构从职能型调整为项目型，以项目研发为中心，打破部门边界，将不同部门中的专业人才集中到项目组中发挥专长。

在组织结构中，联盟的最高决策机构是董事会，负责制定联盟管理政策及聘请首席执行官（CEO）等事宜。

设备和材料制造部门是SEMATECH 的核心或中心部门，主攻三阶段计划涉及的项目，这些项目由不同的设备研发组完成。

技术交流部门负责技术转移、技术咨询、研讨会、文档管理等事宜。其中技术咨询依赖于技术咨询委员会，SEMATECH 成立了14 个技术咨询委员会，领域涵盖组装和包装、设计和工艺、环境安全、设备、光刻技术、制造系统、度量衡、等离子工艺、质量、硅材料及外延、标准、技术转移、收益管理等，他们可以对SEMATECH 的战略目标、目的、技术项目进度等管理问题提出建议。

制造技术与标准部门负责分析实验室、质量推进、统计方法、流程架构标准和其他标准制定等业务。其中，质量推进业务要求双方共享战略目标和计划，并向供应商提供设备长期性能数据和竞争分析数据，以支持供应商产品开发业务。而标准制定业务主要是为设备接口和设备评估开发标准，促进系统性创新。

制造方法部门负责制造方法论证、制造技能、设备论证、新工具支持等业务。

战略数据分析部门负责数据采集、成本建模、竞争分析、作业计划等。其中，竞争分析团队负责联合体的竞争情报工作，共9-11 人，均来自成员单位，他们需要对全球半导体产业领域的设备、技术、厂商、商业趋势等信息进行收集、分析和加工，形成有价值的情报产品，为SEMATECH 制定战略规划以及成员单位了解世界级竞争对手动态而服务。竞争分析团队重点分析行业领先者的成本构成，并由成本建模团队设计出一套评价设备拥有成本的标准模型，为成员单位降低设备采购成本提供重要决策。

大学和联邦实验室项目部门负责“卓越计划”以及联邦实验室的长期合作项目事宜。

制造系统开发部门负责系统架构、单元控制、自动化、计算机辅助制造等业务。

SEMATECH的运营管理

为达到预期目标，SEMATECH建立了一套管理机制，主要涉及成员单位管理、经费筹集与管理、人才招纳与管理和研发管理。

在成员单位管理方面，SEMATECH 与每个成员单位都签署一份参与协议，其中规定在联合体运行的前4 年，成员单位通过全额拨款的形式委派人员参与，同时要求成员单位退出需要提前2年告知。

在经费筹集与管理方面，SEMATECH 的经费来源由两部分组成：一部分是成员单位贡献的会员费，另一部分是联邦政府、州及当地政府的财政资助。其中，会员费是根据成员单位上年度半导体设备销售额或采购额的1%收取，金额最低不少于100 万美元，最高不超过1500 万美元。而财政资助则根据《国防授权法案》要求，需要国防部与SEMATECH 达成一份谅解备忘录后才可获得。

在人员招纳与管理方面，SEMATECH 的员工可以分为外聘全职人员和来自成员单位的高级代理人两类。其中，高级管理人员都是外聘全职人员，均来自企业，由联盟董事会聘任，如：联盟首任CEO 就是由集成电路的共同发明者、英特尔的创始人之一的Robert Noyce 担任；首任COO 是IBM 公司技术委员会的高级成员Paul Castrucci，他在IBM 工作了32年。SEMATECH 特意设立了一套制度和程序来吸引和留住高级代理人，如设定高级代理人的职业要求、为高级代理人提供职业提升的预期、建立严格的筛选制度、必须经由成员单位的允许才能被雇佣、报销成员单位的一些费用等。

在研发管理方面，SEMATECH 的研发项目均从提议开始，经过项目遴选、确立、攻关、监督等过程，并完成技术的转移和扩散。特别值得指出的是，SEMATECH一些最成功的项目都是基于高级代理人的首创精神，而不是管理者从成员单位挑选而出。SEMATECH 的研发重点在制造设备和系统技术上，而不是产品，并且将约80%的研发资金用于12 个月至3 年能见效的项目上，剩下约20%的经费用于在3 年或更久见效的项目上。SEMATECH 主要有3 类项目：一是联合开发项目（Joint Development Programs，JDPs）。JDPs 支持满足下一代半导体技术需求的新工具、新材料或工艺改进开发，由SEMATECH 研发小组和外部供应商（通常是SEMI/SEMATECH 的成员单位）、大学或者联邦实验室共同承担。二是设备改进项目（Equipment Improvement Programs，EIPs）。EIPs 是为解决美国半导体制造设备低可靠性问题而设立的，重点是改进现有制造设备或系统，以提高性能。EIPs更多是在成员单位或供应商处完成。三是SEMATECH 改进项目（SEMATECH Improvement Programs，SIPs）。与JDPs 和EIPs 这两类外部研发项目不同，SIPs 是SEMATECH 的内部研发项目，一般由SEMATECH 自己承担，需要至少6 个月时间完成。在以上三类项目中，JDPs的数量占比过半，其余两类项目数量相当，三类项目的政府资助占比大约在5:3:1左右。

在项目监督方面，SEMATECH 启用一种主交付式清单来加强项目管控。主交付式清单提供了有关项目的定义、目标、方法和关键点等详细信息，特别是包括设备规格定义、设备检测和质量分析等关键点清单。成员单位需要在项目定义阶段给主交付式清单一个整体评价，而SEMATECH 的技术交流部门需要在这个整体评价的基础上就合适的项目管理者和项目管理为成员单位提供建议。在项目实施过程中，SEMATECH 董事会和执行技术咨询委员会都会跟踪项目进展，当重点项目落后于计划时提出纠正措施。

在技术转移方面，来自各成员单位的高级代理人在参与项目的过程中可以将学到的知识和技术转移到成员单位中。此外，SEMATECH 举行各类会议，比如执行技术咨询委员会和其他技术咨询委员会召集的会议，以及工作组讨论、研讨会等，促进技术交流和扩散。以洁净室技术SIPs 项目为例，高级代理人被分配到项目实施地参与规划和建造，在实施过程中，他们与成员单位、半导体设备制造商和材料供应商的代表开了20 次研讨会，研究讨论建造洁净室所需的设施、设备、化工、材料和气体。当洁净室完工后，SEMATECH 为每家成员单位提供一份完整的设备技术转移方案，内容包括报告、建议、计划、记录、手册、规范以及涉及建设洁净室及配套设施的图纸，并召开一个为期3 天的研讨会，同时邀请成员单位技术代表团现场参观。在研讨会后，SEMATECH 还提供一个11 小时的研讨会录像，并对会间提出的194 个问题提供书面答复。除了召开会议，SEMATECH 还开发技术路线图，促进联盟各方的协同创新，并采取事先约定的方式，避免技术转移中使用权、所有权不清等问题。

SEMATECH的借鉴意义

美国SEMATECH是特殊历史背景下以及不同国家制度下的产物，有时代性和特殊性。但是，其创建和运营过程中的一些具体做法能够为我们打开思路、提供启发。以下主要从三个方面概括其亮点和特色做法。

参与者的选择和协调。美国SEMATECH的参与者涉及政府部门、半导体制造公司、半导体设备与材料供应商、高校与联邦实验室以及中介机构。多元主体的参与不仅让联合体拥有更多的可支配利用资源，而且也增强联合体的专业性，即让各参与方都能在擅长领域发挥优势。当然，多元主体也带来了组织协调上的挑战。美国SEMATECH通过不同参与方式的设定来降低协调多元主体的难度。其中，作为联合体的最直接利益相关者，半导体制造公司是所有参与者中唯一以成员单位的方式直接参与联合体，为其提供资金、人力、设施环境等支持，是联合体的主力和核心。作为产业链上游的半导体设备与材料供应商以及擅长新技术研发和人才培养的高校、联邦实验室，则多以项目合作的方式间接参与联合体，通过项目合同等明确双方的权利和义务。此外，政府部门在破除政策障碍、财政资助、项目监督、战略咨询等方面给予间接帮助和指导，如此便于保持政府部门在施政方面的客观性和独立性，避免出现政府“既当运动员，又当裁判员”的情况。而中介机构则以执业的独立性、服务的专业性等特点在联合体相关参与者之间发挥着牵线搭桥、咨询服务的作用。

运营中的调整与创新。建立新型研发机构意味缺乏现成的成功路径参考，需要“摸着石头过河”，在实践中摸索出合适的运营模式。美国SEMATECH在创建和运营过程中，并非一直按照最初设定的方案实施，期间也根据实际运行过程中发现的问题进行了工作重心和组织结构的调整，以更好地促进联合体目标的达成。其中，工作重心的调整使原先成员单位之间的横向合作转向成员单位与其核心半导体设备与材料供应商之间的纵向合作，消除了成员单位之间对搭便车的顾虑，增加了各方合作的意愿。在组织结构方面，联合体采用了企业常规的组织结构，设立最高决策机构董事会，以及CEO、COO、CAO 等职位，最初采用职能型结构，后来为更好地抓项目研发，将组织结构调整为项目型结构。新型研发机构在创建过程中，必然会遇到与最初设想不一致的情况，这就需要以实现最终目标为导向对遇阻环节进行调整。同时，新的机构并不意味着从零开始摸索，要善于集成创新，将好的管理理念、组织结构“嫁接”运用到新组织上，巧借旧瓶装新酒，建立有效适用的运营模式。

以人为载体的技术转移策略。美国SEMATECH的“高级代理人”即是联合体的研发主力，又是承担联合体技术转移任务的重要载体。高级代理人由成员单位派出并负责支付薪水工资，成员单位可派遣高级代理人的数量由其所缴纳会员费的贡献大小决定。这些高级代理人需要具备较高的业务能力和和相对弹性的工作时间，他们通过亲身参与研发项目、参加各类研讨会，输出已有的技术、知识和经验，同时也在吸收他人的输出，通过彼此之间的分享、交流和碰撞让技术扩散和融合。当他们返回成员单位时，在有形无形中也实现了技术的“软”转移，甚至在此期间催生出新的创意。相较以技术成果直接转移的方式，这种以人为载体的技术转移策略，具有更强的灵活性、针对性和综合性，特别适合复杂技术、隐性知识的转移，对激发新的创造力也起到了积极作用。而人作为研发活动的核心资本，其本身技能的提升对机构而言也是一种资本增值行为，对机构培养技术创新人才、增强持续创新能力都具有十分重要的意义。