作者 张心志
【编者按】半导体人才短缺是当前全球芯片产业发展面临的重要挑战，各国均采取不同措施加大对半导体人才培养的战略投入。美国作为半导体产业的开创者和领导者，主要通过专项资助、企业合作和人才引进的多种方式，加大研究型大学和社区学院的芯片人才培养力度，以缓解国内半导体人才短缺问题。学习借鉴美国的半导体人才培养策略，对推动我国半导体人才培养和产业发展具有积极意义。本文系统梳理美国的半导体人才培养策略，并提出符合中国国情和适于中国芯片产业发展阶段的政策建议，以供有关部门参考。
1 美国制造业的人才短缺状况
1.1建筑工人缺口
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。最典型的例子就是台积电和英特尔正竞相建设新的晶圆厂，争夺稀缺的劳动力。目前，台积电在亚利桑那州的新工厂有6000名建筑工人，但该公司原计划于2022年9月开始的设备安装工作，已推迟到2023年第一季度。在俄亥俄州，英特尔新建的晶圆厂需要7000名建筑工人，但劳工领袖和州政府官员表示该州没有这些劳动力。
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。
1.2产业工人缺口
与建筑工人短缺相比，产业工人不足这个长期问题则严重得多。具体表现为：
一是产业工人人数严重不足。尽管半导体制造已高度自动化，但每个晶圆厂需要数百名熟练工人，有的甚至超过1000人。据估计，目前计划中的美国新晶圆厂投产之时，将另外需要7万至9万名工人。如果美国想实现芯片自给自足，需要30万名左右工人。
二是人才缺口专业类型多样。半导体制造需要各种各样的高度专业化技能。目前，半导体产业几乎每种工作都存在“技能缺口”，而且并非特定类型或领域而是全面性的缺失。
三是美国半导体产业水平落后。一方面，美国广大劳动力能力不足。在过去几十年里，许多美国芯片制造转移到海外，或外包给亚洲的代工厂，这导致美国劳动力的芯片制造能力受到重创，许多美国人甚至不知道芯片制造是一种职业。另一方面，美国的芯片制造技术已远远落后。美国虽然保留了约占世界总量12%的半导体制造业，但其生产水平已落后于台湾、韩国等世界领先厂商好几代，且很大程度上并不掌握最先进的芯片制造工艺技术。
2 全球半导体人才短缺状况
由于芯片制造业是技术、人才和资源密集型投入的高新技术产业，需要成熟技术人才的持续投入。但目前芯片制造技术人才主要分布在东亚地区，美国国内缺少成熟的芯片制造技术人才供应，这在技术人才供应层面限制了芯片制造厂的落地投产。如2022年初，台积电(TSMC)在美国亚利桑那州投资120亿美元的5nm芯片制造厂遭遇技术人才短缺问题，不得不推迟半年之后投产。
2.1产业工人普遍短缺
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：台湾拥有世界上最先进的半导体制造设施。2021年第四季度，其芯片制造工人缺口超过3万人，比2020年第二季度增加77%。
▪韩国：预计未来10年，韩国半导体产业将至少缺少3万名熟练工人，但韩国国内大学培养的毕业生还不到所需人数的一半。
▪中国：中国极其缺乏熟练的半导体工人，相关劳动力缺口超过30万，而且还在加剧。这是影响中国成为全球半导体产业主要竞争力量的重要障碍。
▪日本：日本主要半导体制造商表示，未来10年需要再招聘3.5万名工程师，这正危及重振国内半导体产业的努力。
▪欧洲：欧洲半导体高管亨里克·斯科德尔指出：“人才短缺是欧洲乃至全球半导体产业增长面临的最大挑战。”
2.2产业人才竞争激烈
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。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。与此同时，台积电正竭尽全力抵挡中国大陆半导体企业针对其员工的招聘活动。这些企业在2019年和2020年成功从台积电招聘了100多名资深工程师和经理。
3 美国的半导体人才培养策略
美国政府为加快本国半导体人才的培养和引进力度，以“本土培养为主、海外引进为辅”的策略，从以下多个层面培养和引进半导体技术人才。
3.1为半导体人才培训提供专项资金，增强校企合作深度
拜登政府最新签署的《CHIPS和科学法案》设立了两个与半导体人才培养有关的专项基金。其一是名为“为美国劳动力和教育提供有利于生产半导体激励措施（CHIPS）”的基金项目。该基金将在5年内共计拨款2亿美元资助国家科学基金会，专用于促进美国芯片人才培养计划。其二是名为“为美国防御创造有益于生产半导体激励措施”的基金项目。计划5年内共计拨款20亿美元为美国国内芯片设计、实验室到工厂的半导体技术应用以及半导体人才培养提供资金支持。上述两项基金项目将通过国家科学基金会、国防部以及未来建立的国家半导体技术中心等多个渠道培养半导体技术人才，以满足各个领域对半导体技术人才的基本需求。
除了提供专项资金之外，美国部分研究型大学还在积极推动学校和企业之间的合作，以培养更匹配行业需求的技术人才。如美国德克萨斯大学奥斯汀分校倡导建立德克萨斯电子研究所，推动德克萨斯大学、国防电子公司、国家实验室等13个机构之间的合作，联合培养技术人才和推进研发进程。此外，美国芯片企业也主动加强与大学的人才培养合作，如英特尔计划投资5000万美元用于资助俄亥俄州部分大学，提升大学培养半导体本硕博各个层次的培养能力。此后俄亥俄州为响应英特尔的投资计划，积极联合印第安纳州和密歇根州的11家机构联合成立了“解决国家半导体和微电子需求中西部地区网络”，以加强各机构在半导体产业研究和人才培养方面的合作。
3.2社区学院开发短期技能课程和培训项目，加强产业工人的技能培训
美国半导体制造业的人才缺口有三分之二集中在具备生产技能的一线技术员和操作员上，这类工种并不需要系统的专业知识，仅需要掌握具体的操作技能，能够适应生产线的流程化作业即可。因此，社区学院开发的短期技能培训课程完全能够培养出适合半导体制造业的技能人才。以哈德逊谷社区学院为例，该学院从2005年开始就已经开发了两年制的半导体学位课程，为学生提供基础的半导体制造技能培训。此后哈德逊谷社区学院在2010年开设了名为“巧匠”（TEC-SMART）的技能拓展中心，开发了短期的半导体制造系统和辅助机械系统课程，为学生提供模仿300毫米晶圆厂运行的小型制造设备，通过模拟实操提升学生对于半导体制造设备的使用能力。2022年，哈德逊谷社区学院宣布投资1250万美元扩建马耳他校区，并与格芯（Global Foundries）加强产学合作，联合培养技能人才。除哈德逊谷社区学院之外，斯克内克塔迪社区学院等纽约州社区学院均在开发新的短期培训课程，扩大美国半导体制造业的人才供给。
3.3推动政府、产业界和学界合作，利用各方优势解决人才短缺问题
除加大研究型大学和社区学院的人才培养力度，美国还在通过政府、产业界和学术界的多种途径，从多个层面应对人才短缺问题。
在政府层面，拜登政府根据《芯片与科学法案》向国家科学基金会拨款2亿美元，通过设立专项培训基金、资助相关机构来进行半导体人才的教育和培训。此外，在国家科学基金会先进技术教育（NSF-ATE）计划资助下，美国国家创新与技术研究所（NIIT）建立了国家人才中心，制定美国首个《半导体能力标准》，建立“课程对标流程”，以确保半导体的教育课程能够符合行业需求。在产业层面，美国芯片企业也积极与社区学院和研究型大学合作，企业通过向学校资助资金、提供实习岗位和实践模拟设备的方式，为学生提供学习渠道和设备。如英特尔正在积极与地区大学和社区学院建立合作机制，计划在未来十年投入约1亿美元用于开展新的合作项目，为学校提供学习资源和实践机会。
在学术层面，美国半导体学院（ASA）2022年宣布将与半导体设备和材料研究所（SEMI）共同成立一个全国性半导体人才教育培训协作网络，该网络将动员200多所美国研究型大学和社区学院的教师从事半导体教育工作，以改进半导体教学课程、推行学徒制以及推行产业实训等。如在全国性半导体教育培训网络中共享最新的技术课程，在各个大学中推行理论与实践并重的培养模式等。
Last modified: 2022年 12月 28日
