美国《芯片法案》掀起建晶圆厂热潮，但面临人才不足和行业周期两大挑战

集微网消息，11月1日，据EETimes报道，美国《芯片和科学法案》掀起一场在美国建造新半导体工厂的热潮。到目前为止，至少有9个新晶圆厂计划或正在建设中，许多现有晶圆厂也列出了扩建计划。但该行业面临的一个挑战是，如何将全球大量涌入的晶圆厂产能与半导体行业的繁荣-萧条周期相匹配。

另外，可能还有一个挑战迫在眉睫：有足够操作熟练的劳动力来经营和支持这些晶圆厂。

美国《芯片法案》鼓励晶圆厂投资

美国半导体制造业的市场份额从1990年占全球半导体产量的37%下降到2021年的12%。因此，拜登政府通过了《芯片和科学法案》，以“振兴国内制造业，创造美国的高薪就业机会，加强美国的供应链，并加速未来产业的发展。”

“《芯片和科学法案》为美国半导体研究、开发、制造和劳动力发展提供了527亿美元，”白宫称，这包括390亿美元的制造业激励，如20亿美元用于汽车和国防系统中使用的传统芯片，132亿美元用于研发和劳动力发展，以及5亿美元用于提供国际信息通信技术安全和半导体供应链活动。此外，它还为制造半导体和相关设备的资本支出提供25%的投资税收优惠。

即使在《芯片和科学法案》通过之前，地方和区域政府之间就为夺得建造新半导体工厂的机会进行了激烈竞争，这也是理所当然的。除了拥有一个全天候运行十年或更长时间的制造工厂外，晶圆厂还需要对当地的基础设施和教育进行巨大的投资以获得支持。它们还在建设和运营期间创造了数以千计的就业机会，并在未来很长一段时间会吸引其他公司和技术工作到该地区。所有这些都将转化为区域投资和经济增长。

例如，英特尔可能会在其俄亥俄州哥伦布附近建造新制造基地，目前计划两个新的晶圆厂，“预计在建设过程中会创造3000个内部工作岗位和7000个建筑工作岗位，并在供应商和合作伙伴的广泛生态系统中，在未来为当地提供数万个工作岗位，”该公司表示。

英特尔俄亥俄工厂渲染图 图源：英特尔

虽然这些数字有些不准确，但可以肯定的是，每个新晶圆厂平均会为内部创造1500至2000个新工作，并为合作伙伴公司创造至少数百个技术支持职位，例如半导体制造设备供应商需要支持晶圆厂“24/7/365”运营。

《芯片法案》的出台使得每个与美国半导体生产相关的公司，都争先恐后地申请政府提供的资金补助。激励受益最大的可能是晶圆厂本身，每个项目的奖励可能会超过40亿美元。到目前为止，除了英特尔的两个新晶圆厂外，以下六家公司已经宣布建造新的美国工厂：格芯、美光、三星、SkyWater、德州仪器和台积电。

这是对现有晶圆厂和新海外晶圆厂的其他计划扩张补充。

例如，英特尔已经承诺在德国、以色列和爱尔兰投资超过340亿欧元用于新工厂和工厂扩建。TIRIAS研究公司认为，在不久的将来会有更多的晶圆厂宣布投入建设，尤其是模拟芯片生产，但目前宣布的公告中并未充分体现这一点。

美国晶圆代工厂现状 图源：TIRIAS Research

不过，仅仅是计划在未来三年内完成的美国新晶圆厂，就占了半导体生产的1000多亿美元投资。

人才仍然至关重要

美国《芯片法案》旨在为未来五年的额外制造产能提供资金。这也意味着， 2024年之前仅在美国就必须填补新晶圆厂的15000多个技术岗位，以及5000多个额外的支持岗位，届时大部分新晶圆厂的产能将开始提升。

这一保守估计比目前美国半导体制造业就业人数增加了20%，并且还不包括新晶圆厂可能创造的多达40000个其他工作机会。

虽然一个晶圆厂可以在两到三年内建成并配备新的设备，但培训和雇用操作和支持晶圆厂所需的技术人员可能还需要几年时间。另外，其中一些工作将分配给美国高校的应届毕业生。

《芯片和科学法案》包括用于与半导体有关的研究的1700亿美元分配给几个美国政府机构，包括NSF、DoE、DoC、NIST和NASA。这笔资金代表了对这些机构的基线资金基础上的大量额外投资。

各大学将通过赠款和赞助项目直接获得其中部分资金，并通过与国家实验室和工业界的合作间接获得这些资金。因此，学校会设置许多新的毕业生职位，最终培养出许多在先进半导体、半导体制造和相关学科方面的新毕业生。这些毕业生将帮助填补新的晶圆厂刚岗位缺口。期间，半导体公司可能会增加相关资金。

例如，在9月，英特尔宣布为其俄亥俄州半导体教育和研究计划提供第一阶段资金，即承诺在未来三年内为八个项目提供1770万美元的资金，并与俄亥俄州的80多所学院和大学合作，开发半导体教育和劳动力计划。

然而，这可能仍然不足以在有限的时间框架内填补所有的空缺职位。

在《芯片法案》的最初草案中，包括为已经接受过工程和半导体制造培训的高技能移民增加H-1B签证的数量。虽然这在法案的最终版本中被删除，但这是美国政府应该重新考虑的另一个选择，而且要尽快考虑。即使增加这些签证，由于全球晶圆厂产能的增加和对工程人才的高需求，国际招聘可能仍然具有挑战性。

具有讽刺意味的是，目前半导体需求的低迷可能带来“因祸得福”。

这种暂时性的需求下降不仅可以让供应链得到补充，还可以有更多的时间为下一代晶圆厂培养新的劳动力。这也意味着，一些新晶圆厂的设备安装和产能爬升可能会比计划的时间长，而无论这些建设何时完成。（校对/孙钦舟）