内容摘要:

2022年10月6日,战略与国际研究中心(CSIS)发布《半导体制造业回流——应对劳动力方面的挑战》报告。本报告以美国半导体制造业回流为研究背景,分析了美国新建晶圆工厂面临的建筑工人和产业工人双重短缺的状况,以及全球半导体制造业的人才短缺和竞争形势,系统梳理了美国所拥有的优势资产和资源。报告指出,虽然美国半导体制造业短期内面临着劳动力不足的严峻挑战,但美国的研究型大学和社区大学可以培养产业所需的人才和工人,《芯片和科学法案》及多个全国性创新项目和倡议,将进一步改善与半导体产业相关的教育培训和合作科研。利用这些有利因素,美国完全可以打造出具有全球竞争力的半导体制造业劳动力队伍。

1 美国半导体制造业的人才短缺状况

2022年8月9日,拜登总统签署了《芯片与科学法案》,旨在加强美国的半导体供应链,鼓励对美国半导体制造设施的投资,刺激半导体研发,并抑制美国对中国芯片制造工厂的投资。在此政策大力支持下,英特尔、三星、台积电、格罗方德、德州仪器、美光科技等六大芯片制造商,开始在美国投资兴建新的晶圆厂,但它们都遭遇了建筑工人和产业工人两个方面的严重短缺。首先,建筑工人缺口有数千名。建筑工人短缺问题对美国半导体制造业回流构成了严峻的直接挑战。造成美国建筑工人短缺的原因是全国性的,除新的芯片制造投资外,还有价值12亿美元的《2021年基础设施投资与就业法案》,以及最近通过的价值7390亿美元的《通货膨胀降低法案》,这些共同引发了对建筑工人的大量需求。其次,产业工人缺口达数十万人。与建筑工人短缺相相比,产业工人不足这个长期问题则严重得多。具体表现为:产业工人人数严重不足、人才缺口专业类型多样、美国半导体产业水平落后。

2 全球半导体制造业的人才短缺和竞争状况

半导体制造业产业人才短缺既是美国的问题,也是全球现象。台湾地区、韩国、中国大陆、日本、欧洲都存在着产业工人普遍短缺的问题。半导体产业工人的短缺,造成了全球对半导体工程师和技术人员的竞争加剧。例如,台积电目前正在美国、印度、加拿大、日本和欧洲寻找有经验的半导体工人。中国大陆也正在建立新的微电子学院和专业。2021年,清华大学成立了一所专门的芯片学院,培养半导体工程师。北京大学最近也开设了第一所集成电路学院。

3 美国的优势来源

虽然人才短缺是一个严重的全球性问题,但美国也拥有相对优势的资产和资源,包括研究型大学、社区大学,《芯片与科学法案》的激励,半导体研究公司的参与以及广大移民等。如果能够有效加以利用,美国足以解决这些问题,打造出具有全球竞争力的劳动力队伍。

3.1 研究型大学
3.1.1 研究型大学开设的课程和产业合作情况

研究型大学是美国无价的国家资源和战略资产,其在开发和提供与半导体产业需求相关的课程和研究合作方面有着悠久历史。美国芯片产业早期的成功就是源于斯坦福大学电子工程系的大力推动。1961年第一批集成电路设备问世后不久,该校就开设了集成电路设计和制造课程,并在其教员中增加了来自尖端公司的工程师。时至今日,大学与产业的研究合作一直是美国芯片产业人才的主要来源。研究型大学面临的主要问题有:方案过时;学生人数太少;教员和设备老化;训练设施较少;面临劳动力竞争;美国学生不足。

3.2 社区大学
3.2.1 社区大学的关键性作用

在半导体制造业的各种劳动力之中,各类技术员和操作员占据主体。近期对格罗方德一家工厂的研究表明,近2/3的劳动力是在无尘室工作、操控设备,以及操作供水、供电、供暖、制冷等设施的技术员和操作员。这些工作并不要求相关人员拥有四年学士学位,但它们对个人素质提出了相应要求,包括体力、团队合作能力、注重细节、积极主动、熟练掌握数学和计算机以及各种专业技能。

社区大学已经迎接这项挑战,开始提供越来越多的短学制学位课程和培训项目。随着美国芯片投资的新浪潮,社区大学在为广大产业工人解决技能差距方面,将发挥关键作用。社区大学面临的主要问题有:人才通道缺失;STEM教育准备不足;培养规模不足;课程更新灵活度不够。

3.3 全国范围的合作

除研究型大学和社区大学外,美国也正在通过产业界、政府和学术界的合作,在国家层面解决前述相关问题。

3.3.1 《芯片与科学法案》

《芯片与科学法案》为相关解决措施增添了动力。该法案提供了130多亿美元用于半导体研究和培训,其中包括为国家半导体技术中心和一个国防部项目提供资金,以建立一个以教育和培训为主要指向、以大学为基础的微电子共同区。该法案还向国家科学基金会拨款2亿美元,用于微电子学的教育和培训。对研究型大学和社区大学而言,该法案的资金还是推动制度创新的有力杠杆。

3.3.2 半导体研究公司

1982年,半导体产业协会决定牵头成立半导体研究公司。这是一个引导产业资金资助大学的财团,联邦政府随后也提供了配套资金。通过这一途径,美国半导体产业持续对与未来产业需求相关的研究提供了大量投资,确保提供训练有素的工程师,以支持美国在芯片研究和制造方面的竞争力。自成立以来,该公司资助了16000多名本科生和研究生,极大加强了美国在半导体产业的劳动力。

3.3.3 美国半导体学院倡议

2022年2月,美国半导体学院倡议正式启动,旨在创建一个全国性的劳动力教育培训协作网络,以填补微电子人才缺口。该网络由200多所美国研究型大学和社区大学从事半导体教育和研究的教师组成,主要工作包括:1. 改进课程;2. 推行学徒制;3. 提供产业原型。

3.3.4 国家人才通道发展倡议

劳工部很早就启动了“国家创新与技术研究所”的项目,提供全面的国家战略和基础设施,开发半导体产业所需的熟练劳动力。该研究所建立了“国家人才中心”,这是一个服务于战略性技术基础产业的人才通道门户网站,其创新之处包括:1. 制定美国首个《半导体能力标准》;2. 建立“课程对标流程”;3. 提供技能评估与机会匹配;4. 提供工作相关培训;5. 推广注册学徒制。

文章来源|CSIS

编译|智能society

Last modified: 2022年 11月 2日
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