芯片人才短缺，难倒美国

刘绪刚

半导体行业观察
美国即将到来的半导体扩张取决于目前面临压力的三个劳动力库。如果不采取新的行动，尽管目前劳动力队伍有所发展，但巨大的人才缺口可能仍将持续存在。
在半导体厂商创纪录的高投资和千载难逢的联邦政府支持的推动下，美国的半导体制造能力有望大规模扩张。该战略旨在重新平衡国家的供需状况，以在半导体制造、设计和知识产权方面建立更大的自主权；正如美国商务部长所说，目标之一是到2030年推动美国生产占全球20%的尖端逻辑芯片。所有这些投资预计将为制造工厂创造多达 48,000 个就业机会，其中一些工厂预计将在未来两到三年内开始运营。这些新的就业岗位数量并没有考虑到该行业在同一时间段内可能出现的人员流失率上升的情况。
在人才方面，半导体企业面临着一场艰苦的战斗。公司已经面临着相当大的人员流失和招聘挑战，必须与其他行业竞争不断减少的技术工人数量，以建设和运营其在美国的新工厂。满足需求激增所需的人才涵盖三个不同的劳动力库：建筑工艺工人、工程师和技术人员。每个池都有自己的管道和专业技能集。尽管行业团体努力提高认识并增加招聘，但供应仍然不足。针对每条管道定制的有针对性的战略至关重要——人员短缺可能会使该行业的国内目标面临风险，推高劳动力成本，并延迟或减少这项巨大投资的回报。
寻找支持这一高风险事业所需的人才和技能是一项艰巨的挑战。除了已经计划或正在进行的劳动力发展计划之外，满足对半导体人才的需求可能还需要多个公共和私人合作。本文探讨了其中的一些努力、所创造的就业岗位的性质以及旨在填补这些就业岗位的劳动力库。
半导体投资规模庞大以及行业现有的人才挑战
除了联邦政府通过 2022 年《芯片和科学法案》指定近 530 亿美元投资国内半导体研究、开发和生产之外，半导体公司还宣布到 2032 年对美国晶圆厂的投资将超过 2000 亿美元。已宣布的投资遍布全国，计划在 16 个州新建或扩建晶圆厂。例如，麦肯锡对公司数据的分析显示，通过扩大纽约业务将创造约 10,000 个新职位空缺，而亚利桑那州的四座新晶圆厂建设将创造约 7,500 个就业机会（图表 1）。

                               
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美国晶圆厂业务的扩张不合时宜地与半导体行业人才招聘和保留的显着下滑同时发生。麦肯锡之前曾撰写过有关半导体行业面临的人才逆风的文章，包括劳动力老龄化、技能基础变化以及新员工选择在数字和分析领域而不是制造业中寻求职位。2022 年，半导体工程师和技术人员的职位发布总数为 25,000 个，是 2021 年发布数量的两倍，是 2020 年发布数量的三倍（图表 2）。

                               
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2017 年至 2022 年半导体职位发布的复合年增长率约为 2010 年至 2017 年复合年增长率的六倍。此外，2018-22 年期间半导体职位发布的开放时间比 2010-17 年期间长约一周。 2022 年，技术人员职位发布的活跃状态上升至 28 天——在 COVID-19 大流行开始之前达到了峰值。与此同时，员工流失率异常高，麦肯锡的分析表明，流失率可能会更高。到 2023 年，53% 的电子和半导体员工表示他们至少有可能在未来三到六个月内离开目前的工作，高于 2021 年的 40%（图表 3）。

                               
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在这种情况下，半导体公司必须想方设法寻找更多新人才，为其不断扩大的美国业务配备人员。
建设和运营晶圆厂所需的专业人才和资源
晶圆厂有独特的环境和要求。例如，半导体洁净室是封闭的环境，具有独特严格的温度、气流、光线、噪音和振动要求。在工厂工作的建筑工艺工人、工程师和技术人员必须精通维持遵守安全和质量保证标准所需的条件。
建造新的半导体制造厂需要什么？作为起点，需要两到三年的建设时间，一年或更长时间的设备安装和调试，以及一些领先设施的超过 200 亿美元。晶圆厂的建立和运行的每个阶段都需要不同数量的不同类型的人才。建筑工艺工人对于建筑阶段至关重要，而工程师和技术人员则需要在建筑的最后阶段设计和设置设备和工艺线。一旦运营开始，工程师和技术人员就需要在多个领域发挥作用：制造、集成和产量、中心实验室、设施、质量保证、产品管理、工业工程等。例如，每月产能为 20,000 至 45,000 片晶圆的领先晶圆厂将雇用 1,100 至 1,350 名工程师和约 950 至 1,200 名技术人员。
半导体行业的人才需求分为三个关键类别：
1、施工工艺
建筑工艺工人包括焊工、电工、木匠、泥瓦匠和其他熟练技工。他们通常就读于贸易学校、完成学徒期或在工作中学习自己的技能。正如麦肯锡之前所写，拨出 5500 亿美元用于公共基础设施的立法创造了全国商业和住宅建筑的繁荣。在这一繁荣时期，管道安装工、木匠和其他具有专业技能（例如工具校准）的商人越来越短缺。其他不需要工人具备建造半导体工厂所需技能的行业也在从同样有限的劳动力库中进行招聘。麦肯锡分析表明，大约每 10 亿美元的晶圆厂建设费用就有 100 名工人投入到建设阶段。建筑工程专家约占该员工总数的 60%。
2、工程师
工程师需要扮演各种角色来帮助操作设施并进行生产的各个方面。除了不同程度的经验之外，工程师还拥有电气、化学、工业和计算机工程或某些材料科学等学科的四年制或高级学位。
工程师在制造中的角色包括：
工艺工程师负责监督工艺稳定性以及配方开发和优化。
设备工程师致力于工具的功能和可靠性以及战略改进。
生产控制工程师管理和协调跨模块的活动。
制造经理监督制造轮班团队。
工程经理负责监督不轮班的制造团队。
在集成和良率方面还有几个工程角色：
集成工程师开发、优化和稳定跨模块的流程集成。
良率工程师提高良率并运行无污染制造 (CFM) 和测试。
集成和产量经理监督集成和产量团队。
此外，工程师还需要在中心实验室测试和分析材料，确保生产和可靠性质量，并监督产品管理，包括推出重大新产品以及监督产品从研发测试到生产的生命周期。他们还履行工业工程职责，例如产能规划和综合生产线分析。
3、技术人员
技术人员还需要担任各种各样的角色，每个角色都需要不同的经验、能力和教育。大多数技术人员都接受过在职培训或完成认证计划。维护技术人员通常在机械或工厂工作方面拥有丰富的背景，许多人完成了社区大学或贸易学校课程。
半导体晶圆厂技术人员的人才管道包括涉及洁净室制造的其他行业的技术工人，例如制药和生物技术、医疗设备制造、化学制造、食品和饮料加工以及航空航天制造。这些工人拥有许多技能，使他们非常适合晶圆厂设施和运营中的角色，例如良好制造工艺的知识（包括可追溯性和可重复性）以及熟悉严格的安全标准和协议（例如由 ISO [国际标准化组织]）以及文件和质量控制。
同样，具有重型资本设备和机械加工背景的工人（包括军事维护人员、发电系统、塑料和橡胶机械以及汽车和发动机制造）可以在晶圆厂设施、维护和设备方面表现出色，因为他们表现出机械能力具有修理、安装和维护机械的能力；技术熟练程度；阅读设备蓝图的能力；熟悉故障排除、诊断和纠正建筑系统和设备。
旨在满足人才需求的劳动力发展计划
据估计，半导体行业新增就业岗位中有 60%（包括熟练技术岗位）不需要学士学位。因此，《CHIPS 法案》涵盖的劳动力发展工作主要集中于技术人员，支持社区大学职业和技术教育计划以及学徒制等培训举措。此外，这些项目的拨款可能会缓慢到位或低于 CHIPS 法案授权的数额。例如，美国经济发展管理局的科技中心计划虽然被授权在五年内获得 100 亿美元，但在 2023 财年启动时却获得了 5 亿美元。最后，这些计划带来的劳动力净新增人数可能会少于预期。
多种类型的劳动力发展计划已经在为工人做好准备，以满足半导体行业未来的人才需求。它们的影响时间从几年到几十年不等。
1、社区大学认证
社区学院正在提供经济高效、有针对性的培训和认证计划，为地理范围更广、更多样化的潜在劳动力提供通往半导体技术人员职位的途径。例如，佛罗里达州承诺在 2023 年投入 5000 万美元用于半导体劳动力发展；这项投资支持了几所社区学院扩大半导体技术人员项目和开发新的工程技术副学士学位项目的努力。
2、资源网络
私营企业、政府机构和学术合作伙伴之间的合作正在创建资源网络，以共享知识并帮助加强学生与未来雇主的联系。例如，东北大学半导体网络是美光科技与几家高等教育机构之间的合作伙伴关系，旨在合作开发使用行业支持的技术内容的课程，并为学生提供使用教学实验室和洁净室的机会。
3、公私伙伴关系
由公司资助、大学主导的培训未来半导体工程师和技术人员的计划可以利用反馈循环，使课程开发与行业需求保持一致。例如，俄亥俄州英特尔半导体教育和研究计划已承诺超过 1 亿美元用于资助半导体教育和培训。10由俄亥俄州八所高等教育机构牵头的项目旨在共同提供 2,300 多项奖学金并教育 9,000 名学生。
4、机构合作伙伴关系
与此同时，大学和当地社区学院之间的合作可以通过为半导体行业各个级别和各个角色开发机会来帮助扩大潜在的劳动力。 Green2Gold 是此类合作伙伴之一，它是普渡大学和常春藤科技社区学院在印第安纳州的合作伙伴关系，提供工程学联合副学士学位和学士学位。该计划是扩大该地区半导体人才管道的更大努力的一部分。
5、青年外展
行业参与者可以通过提高初中生和高中生对半导体职业机会的认识来帮助培养长期人才基础。例如，作为三星奥斯汀半导体五星级劳动力发展计划的一部分，泰勒独立学区（德克萨斯州奥斯汀附近）获得了 100 万美元的资金，通过为 24 名高中生提供暑期实习来支持职业和技术教育工作。该计划还针对两年制技术和贸易学校、四年制大学、基于社区的举措以及军队和退伍军人伙伴关系。
尽管做出了努力，但劳动力缺口仍然存在
根据麦肯锡对计划描述和公告的分析，到 2029 年，劳动力发展计划可能会雇用约 12,000 名工程师和 31,500 名技术人员。然而，即使将这些计划与 CHIPS 法案的努力结合起来，乐观的预测表明劳动力仍将出现相当大的短缺，最引人注目的是工程人才库（图表 4）。

                               
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半导体行业显然需要解决紧迫的人才问题，以充分实现历史性投资和巨额资本支出的目标。需要同时、认真地部署更广泛的合作举措，以动员所有三个目标劳动力库中的必要人才。计划和合作伙伴关系可能需要额外的营销举措来推广计划，需要全方位的社区服务来支持学员，以及计划课程和雇主寻求鼓励计划完成并符合招聘标准的技能之间的紧密联系。

zrx166

最大市场在中国啊，到时你造出来了，再禁止销售给中国，这不搞笑嘛。

hznetmask

吸收不到全球的顶尖人才了吗。不科学啊。