回流半导体制造：应对劳动力挑战(翻译).docx

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1、2023年再生半导体制造业应对劳动力挑战SujaiShivakumarChar1esWessnerThomasHowe112023年8月9日，拜登总统签署了CHIPS和科学法案，该法案旨在加强美国。半导体供应链，鼓励投资于美国的半导体制造设施，刺激半导体研发（R&D）,以及抑制美国。投资于中国的芯片制造厂。除其他事项外，该法案将在五年内为国内芯片制造投资提供527亿美元的联邦支出，用于贷款、贷款担保、赠款和其他财政支持，并对美国的半导体投资提供25$的税收抵免。在这空前的联邦支持下，六家主要芯片制造商正在美国投资新的芯片制造设施：英特尔、三星、台积电、G1oba1Foundries,德州仪器和

2、微光科技。该法案将在五年内提供527亿美元的联邦支出,用于国内芯片制造投资的贷款、贷款担保、赠款和其他财政支持。寻找施工工人和工厂经营者这对美国来说是个好消息。从许多角度看经济。然而，虽然这些项目中的一些项目已经破土动工，但它们面临着一个重大挑战：建造新设施所需的建筑工人短缺，以及缺乏合格的工人来管理这些设施。在亚利桑那州，一个主要的例证是，TSMC和英特尔（InteD竞相建造新的晶圆厂，同时争夺美国最紧张的稀缺工人。几十年来的劳动力市场。战略与国际研究中心目前有六千名建筑工人参与建设台积电在亚利桑那州的新工厂，但该公司原计划在2023年9月开始安装设备。该公司现在表示，由于施工延误，该日期将

3、推迟到2023年第一季度。俄亥俄州的情况类似，英特尔正在哥伦布附近的两个工地上建造新的工厂，需要7000名建筑工人劳工领袖和州官员坚称俄亥俄州中部没有这样的劳动力。建筑工人短缺的范围是全国性的，不仅受到新芯片投资的推动，还受到202T基础设施投资和就业法案(202TInfrastructureInvestmentandJobsACt)的推动，最近还受到减少通货膨胀法案(7390亿美元)的推动，该法案导致“对许多市场中根本不存在的大量建筑工人的需求”。他们面临着一项重大挑战:建造新设施所需的建筑工人短缺,管理这些设施的合格工人短缺。虽然目前建筑工人短缺建造新的工厂给美国带来了严峻的挑战。为了重塑

4、半导体制造业，这个问题被长期问题掩盖了，即一旦新制造厂建成，工人将在哪里找到员工。虽然半导体制造是高度自动化的工艺，但每个制造厂需要数百名熟练工人，在某些情况下超过一千人。美国。芯片制造商已经在努力解决人才短缺问题，根据某些估计，当新美国成立时。目前正在计划建造的晶圆厂投入生产，还需要70,000至90,000名晶圆厂工人。一些人认为，如果美国要寻求在芯片上实现自给自足，这个数字将增加到约30万。半导体制造需要多种高度专业化的技能。埃森哲半导体业务全球主管赛义德阿拉姆(SayedAIanI)表示，“对于一些先进的硅技术工作，你需要材料科学和电气工程博士学位：对于制造和其他事情，你需要电气工程师

5、；然后，你还需要很多从事软件工作的人，或者作为印刷技师、工厂主管或工厂机器操作员。”目前，在美国。半导体行业，几乎所有工作类别中都存在“技能差距”。正如一家芯片初创公司CEO所言，“这并不像是缺少特定类型的人或功能。这是全面的。”芯片制造技能差距在制造中长期存在。在过去的几十年里，美国有很多。芯片制造转移到海外或外包给亚洲的铸造厂。结果，美国的芯片制造能力得到了提升。劳动力已经减少。目前，芯片制造是许多美国人不知道的职业道路。2023年，亚利桑那州的一位人力资源主管观察到，”对于潜在的新兵，人们会说半导体制造，就像你有两个头一样。只是不熟悉而已。”尽管美国保留了一些半导体制造业约占世界总量的2

6、%但美国却保留了一些半导体制造业。目前台湾和韩国的生产商拥有领先优势，生产落后了几代人。在大多数情况下，最先进的芯片制造工艺的专门技能存在于美国之外。美国。目前台湾和韩国的生产商拥有领先优势,生产落后了几代人。人才短缺和竞争：全球关注半导体制造业人才短缺不仅仅是美国。这一现象一一其范围是全球性的，甚至影响到台湾和韩国的领先生产商。 台湾拥有世界上最先进的半导体制造设施，据报道，202T第四季度，台湾的芯片制造工人人数超过3万人，比2023年第二季度增加了77%。 韩国半导体行业预计在未来十年内将出现至少3万名熟练工人的短缺，国内大学的毕业生人数不到满足行业需求所需毕业生人数的一半。 中国成为全

7、球半导体行业主要竞争力的努力正因熟练半导体工人的极端短缺而受挫；最近的一项大学研究发现，工人的短缺超过30万，而且正在恶化。 日本的主要半导体制造商警告政府，该国熟练工人的短缺正在危及目前振兴国内半导体产业的努力，理由是需要在未来十年内再招聘3.5万名工程师。 欧洲面临着类似的问题。欧洲半导体高管亨里克施多德(HenrykSChoder)表示，“人才短缺是欧洲和全球半导体行业增长的最大挑战。”工人短缺的结果是半导体工程师和技术人员的全球竞争加剧。据报道，台湾台积电目前是最先进的芯片制造商，正在美国、印度、加拿大、日本和欧洲的劳动力市场上搜寻有经验的半导体工人。与此同时，TSMC正在努力避免中国

8、半导体公司针对自己的员工进行激进的招聘。在20T9和2023年，中国半导体公司成功地聘用了TOO资深TSMC工程师和经理。在台湾，政府和十多家大型半导体公司已承诺在未来TO年投资3亿美元，为半导体行业创建研究生课程。台湾四所顶尖大学已向教育部申请设立新的芯片学校，此后预计会有更多的学校。预计这些学校将从私营部门筹集资金，政府国家发展基金将与私人资金相匹配。第一所新学校是在国家杨明桥东大学的赞助下设立的，将独立于大学系统运作，以吸引更多顶尖教授和行业高管担任教员。该机构将像所成功的医学院一样运作，将研究和临床经验结合起来。同样，面对支持半导体工业的工人严重短缺，中国正在建立新的微电子学校和项目。

9、中国领先的学术机构清华大学于202T成立了专门的芯片学院来培训半导体工程师。北京大学是北京的一所重点大学，最近还开设了第一所集成电路学校。美国消息来源。强度虽然芯片制造人才短缺是个严重的全球问题，IT是一个挑战，因为如果能够有效利用其资产和资源，UnIT所在国就比较有能力克服这个问题。 至关重要的是，美国拥有世界上最好的研究大学体系，其中许多大学已经提供课程并开展与半导体制造直接相关的研究。 美国有一些优秀的社区学院，提供课程和培训方案，旨在为毕业生提供进入半导体制造业所需的技能。 CHIPS和科学法为半导体研究和培训提供了逾T30亿美元的联邦资金，包括为国家半导体技术中心和国防部建立一个以大

10、学为基础的微电子公域的方案提供资金，这两个公域都具有强大的教育和培训层面。该法还向国家科学基金会拨款2亿美元，用于微电子学教育和培训。 美国。半导体工业早就证明，IT准备在相关研究方面进行大量持续投资，特别是通过半导体研究公司未来工业需要与政府合作，以确保提供训练有素的工程师来支持美国。在芯片研究和制造方面的竞争力。 重要的是，尽管签证限制繁重，但美国仍是拥有芯片制造技能的外国工程师和科学家最喜爱的目的地。大学课程与产业合作美国。研究型大学在发展和提供与半导体工业的需要相关的课程和研究协作方面有着悠久的历史。美国早期的成功。斯坦福大学电气工程系对芯片行业给予了相当大的推动，该系在第批设备在T9

11、6T上市后不久就开设了集成电路设计和制造课程，并在其教职工中增加了来自领先公司的工程师，以确保其课程目前的相关性。大学与产业研究合作一直是美国人才的主要来源。芯片工业至今。目前，为了应对人才短缺和儿童和科学法中的资金激励措施，正在采取一些新的大学举措： 2023年，普渡大学(PUrdUeUniVerSity)启动了其半导体学位项目，将在半导体行业的所有关键工序一一化学品和材料、工具、设计、制造、包装和供应链管理一一提供本科学位和硕士及研究生证书。这是全国首个此类项目。 在2023年，纽约州立大学(SUNY)宜布了一系列全面的倡议，该大学已经是世界领先的应用芯片研发和教育中心之一支持美国的半导体

12、制造。纽约州立大学(SUNY)正在计划大幅扩大教育和培训方案，以表彰“需要为日益增长的半导体行业培训更多受过更多教育的学生，特别是在纽约州，该战略的核心是尽早向更多纽约人提供微电子和半导体制造方面的机会和教育。” 德克萨斯大学奥斯汀分校(UniVerSityofTexasatAUStin)正提议领导德克萨斯电子学院(TeXaSInstituteforE1ectronics,TIE),这是一个公私伙伴关系，让全州的半导体和国防电子公司、国家实验室和T3学术机构参与，”将领先的半导体制造业恢复到美国本土“。该倡议将在学术网站建立研究工厂，包括满足国防电子制造商需求的安全工厂和支持商业芯片行业需求的

13、创新工厂。 在英特尔宣布计划在俄亥俄州建设两个主要的半导体制造厂之后，俄亥俄州、印第安纳州和密歇根州的11个研究机构加入了中西部地区网络，以解决半导体和微电子领域的国家需求，该网络将在与行业相关的研究和“人才开发”方面进行合作，以满足英特尔和其他半导体公司的劳动力需求。其中之一的赖特州立大学(WrightStateUniVerSity)正在发起一项英特尔倡议，旨在“协调整个大学的学术项目，帮助该公司提供熟练的劳动力，包括英特尔的实习和合作”。尽管这些大学倡议很有希望，但它们不太可能在短期内产生所需的训练有素的科学家和工程师。尤其需要有针对性的移民，以帮助美国从其他国家获得受过高等教育的研究人员

14、和工程师。正如研究人员WiuHUnt和RemCoZWetS1oot指出的，“为了给登陆者最好的成功机会，登陆IT国家还必须在岸上培养其竞争所需的STEM人才。”大学面临的主要障碍尽管美国拥有无价的国家资源和战略资产。研究型大学表明，这些机构在培养一支具有必要人数和技能组合的劳动力队伍以使美国能够重新获得半导体制造领域的世界领导地位方面面临若干障碍： 过时的方案。美国。培训学生从事先进半导体制造职业所需的学术课程由相关和过时的课程组合组成，应当加以修订，以适应行业需要。 学生太少了。没有足够的学生进入与半导体制造相关的学术期刊。 老化学院和设备。正如美国半导体学院倡议和半导体设备与材料研究所(S

15、EMI)基金会的一份报告所述，“培训方案面临着教员和教员老龄化和基础设施(设施和设备、消耗品、实验室操作/维护、模拟和设计软件)高成本的问题。” 很少有培训设施。只有少数的美国人。大学拥有足够精密的现场芯片制造设施，使学生能够在工厂环境中获得实用的芯片制造经验。此外，这些部门在全国分布不均，限制了许多大学课程提供这种实际学习经验的能力。在美国只有一个大学网站，那里有最先进的300毫米制造设施：纽约州立大学的奥尔巴尼纳米技术综合体(A1banyNanotechComp1ex),是纽约州立大学的纳米科学与工程学院的所在地。将一个大学晶圆厂升级到200毫米晶圆落后于300毫米的一代最初将花费8OOO

16、万美元，之后每年花费8000万美元，对许多学术机构来说，这种规模的投资是不可能的。 劳动力竞争。美国大型。谷歌(GoOgIe)和亚马逊(AmaZOn)等科技公司正在争取工程专业毕业生编写软件，从而减少了进入半导体领域的人数。 访问受限。一些美国。美国人口在历史上代表性不足。大学科学和工程课程，包括与半导体制造相关的教育途径。社区学院的关键作用最近在纽约马耳他对G1obaFoundries工厂进行的一项研究发现，近三分之二的劳动力包括在洁净室工作和运营设施的技术人员和运营者，以及运营工厂公用事业水、暖通空调、供暖、电力、冷却和基础设施其他方面的技术人员。这些工作不一定要求拥有四年制大学学位的个人，但他们确实要求具备个人素质，如身体耐力、在团队中工作的能力、对细节的关注、动机、数学和