2023年10月24日，美国国家科学基金会（NSF）发布了《保障美国的未来：关键技术评估框架》报告（以下简称“报告”），旨在构建关键技术评估所需的知识基础、分析工具和数据，制定关键技术评估愿景，以确保美国对关键新技术进行优先投资，加强美国关键技术领域的竞争力。该报告还通过专家访谈、数据分析等方法分析了人工智能、半导体、生物制药以及储能和关键材料4个领域的技术成熟度、发展轨迹和影响，并探讨了美国关键技术评估机制面临的挑战。

报告指出，过去半个世纪以来，美国在全球科学、经济和生产能力地缘政治平衡中的长期主导地位已经被削弱，并在国内面临经济不平等加剧、社会流动性下降等严峻挑战。技术变革和全球化是所有这些问题的核心，但人们对同时提高美国关键技术竞争力和所有公民福祉的途径却知之甚少。

为此，《芯片与科学法案》要求白宫科技政策办公室牵头制定美国国家技术战略，集中有限资金来实现国家安全、经济和社会目标，同时考虑到技术的相互依赖性以及相关政策和投资对特定机构任务的影响。但当前，美国缺乏及时了解全球技术和产能态势所需的数据和基础设施、量化创新潜在价值的严格方法（包括考虑地缘政治动态）、量化同时实现国家安全、经济繁荣（包括就业）和社会福祉（包括健康、环境和公平）这些目标的工具。为解决上述问题，NSF设立的技术、创新和伙伴关系理事会（TIP）资助国家关键技术评估网络（NNCTA）进行了为期1年的试点，汇集全国各地的顶尖学者，对评估技术成熟度、发展轨迹和影响的分析方法进行试点，从而推动为未来政府投资制定数据驱动型方案。

在为期1年的试点中，国家关键技术评估网络（NNCTA）对人工智能、半导体、生物制药以及储能和关键材料4个领域，从评估问题、动机/框架、评估方法、数据来源、综合评估成果、美国政策的选择和权衡、未来评估工作展望和关键技术评估的潜在问题等7个方面进行了研究。

1．人工智能（AI）

通过机器驱动的知识合成、实验优化和其他机制，人工智能具有加速科学发现的潜力，但许多科学领域并未从中受益。政策可以支持人工智能在科学和技术学科发现（通过与AI专家合作）和培训（通过教育）等领域的最佳应用。以下措施可以弥补利用AI加速科学发现方面的差距：

（1）资助并促进科学和工程学科与AI专家之间的跨领域合作；

（2）资助开发大学课程，使AI在科学和工程领域得到最佳利用；

（3）扩大AI相关人才队伍：扩大美国博士项目的外国毕业生留在美国的机会；增加资助和支持项目，促进女性和小群体在AI相关领域的发展。

2．半导体

要恢复美国在半导体领域的竞争力需要多管齐下。首先，要针对工人培训进行投资，以克服某些地区在新建尖端国内半导体设施方面面临的劳动力和技能缺口。先进的分析工具可以被用来识别特定地区的技能供需错配，并为必要的地区培训和再培训提供信息。

其次，美国在帮助研究人员获得商业生产技术方面落后于竞争对手国家。当企业想要获得补贴时，应要求企业增加研究人员获得商业生产技术的机会；

最后，考虑到经济和安全的利害关系、竞争对手国家的进步以及不确定因素导致的资金不足，美国应在CHIPS和科学法案的基础上增加对下一代半导体器件（beyond-CMOS）的资助。

3．生物制药

药品是美国医疗服务中被使用最多的用品，其供应链缺乏弹性，这会导致质量缺陷和供应短缺，从而给患者和医疗系统带来风险。

供应短缺的风险主要集中在非专利药品，先进制造技术（AMTs）包括连续制造、模块化制造、先进批量加工和数字孪生技术等，在确保产品质量和制造过程的可靠性方面具有优势，但私营部门并没有在制药业普遍采用这些技术，也没有在非专利药领域频繁采用这些技术。

联邦政府需要采取多管齐下的方法，包括：修订对仿制药的监管以促进AMT的采用；扩大对药物前体和质量的跟踪和监管；提高公众对供应链中药物质量问题的认识；尽早让公众了解对质量、价格、可用性的期望和解决这些问题的政策。

4．储能与关键材料

决策者和行业预计从传统汽车向电池电动汽车（BEV）的转型很可能在2030年就面临重大的电池材料供应链风险。2030年的情景模拟表明，地缘政治争端或自然灾害将导致锂和钴供应冲击，届时影响将包括新车（包括传统汽车和电动汽车）价格大幅上涨，近百万美国家庭无法购买新车，消费者盈余损失约240亿美元，电池芯和电池组生产线工人工资大幅损失。

通过供应链多样化和更多采用无钴电池，可以避免锂和钴的供应冲击：鼓励在美国国内或贸易限制风险较低的地区增加锂供应，以减轻地缘政治争端带来的负面影响；增加无钴电池（如磷酸铁锂电池）的使用，可显著降低锂和钴供应冲击的负面影响。目前美国已采取了一些直接行动，以增加无钴电池的采用和未来的锂供应，而对新型锂加工和无钴电池化学技术创新的投资可加强替代技术发展。