半导体缺人，困扰全球

来源:半导体行业观察发布时间:2023-06-05675浏览

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5 月，Krushitha Reddy 在亚利桑那州温暖的阳光下庆祝她完成研究生学业。在亚利桑那州立大学 (ASU) 的两年制课程中，Reddy 完成了一系列材料科学课程，包括 ASU 的半导体加工研究生证书，目前正在积极追求半导体行业的职业生涯。她说，这是一个“突破技术创新界限”的行业，而且是一个一直在寻找新人才的行业。

无论有意还是无意，Reddy都在帮助实现乔·拜登总统最大的抱负之一。在与中国的紧张关系日益加剧的情况下，拜登政府 - 与其许多全球竞争对手一样 - 在经历了数十年的离岸外包后，正在竞相重建国内半导体供应链。2021 年的全球芯片短缺凸显了这条供应链的脆弱性，关键行业因缺乏关键部件而中断。

但任何寻求发展独立半导体供应链的国家和地区都面临着一个主要障碍：他们需要找到——或建立——一支高素质的劳动力队伍。毕竟，芯片制造绝非易事。“这些是人类已知的一些最精密和最复杂的系统，”印第安纳州普渡大学的 Vijay Raghunathan 教授说。

半导体人才供不应求

根据德勤2022 年 11 月的一份报告，未来几年美国半导体行业将面临约 70,000 至 90,000 名工人的短缺。与此同时，麦肯锡预计到 2030 年将缺少大约 300,000 名工程师和 90,000 名熟练技术人员。德勤报告称，这种困境在欧洲同样严重，尤其是在英国。物理研究所和皇家工程院在 3 月份警告说，各级技能短缺——从学龄物理学到研究生工程学——对英国独立半导体产业的发展构成严重威胁。

新的芯片生产厂正在美国各地涌现——它们都需要专业人员。美国是该领域较早的领导者之一，部分原因是2022 年 8 月签署了价值530 亿美元的CHIPS 和科学法案。2022 年 10 月，美光宣布投资高达 1000 亿美元在纽约克莱建立新工厂。去年 12 月，台积电将其在亚利桑那州的 120 亿美元投资计划提高至400 亿美元——承诺生产比最初提议的技术更先进的芯片。与此同时，英特尔目前正在建造四家芯片生产厂，两家在亚利桑那州，两家在俄亥俄州，耗资 400 亿美元。

专科教育能否帮助填补人才缺口？“对于西方世界来说，这将是一场艰苦的战斗，”Counterpoint Research 的分析师 Yang Wang 说。

至少在目前，东亚国家和地区，尤其是中国台湾，似乎拥有不可逾越的优势——既提供卓越的技术实力，又提供较低的劳动力成本。Wang 解释说，他们通过促进芯片制造公司和大学之间的长期合作，开发高度集中的教育项目来提供直接的人才管道，从而取得了这种实力。这种项目可以补充更传统的、广谱的、通常为芯片行业提供途径的工程资格——提供加速、高度专业化和实用的教育。

美国的工程学院——从社区学院到精英大学——都在竞相复制这种模式并改进他们的课程，迅速开发Reddy在亚利桑那州立大学完成的那种课程。与此同时，工业巨头正在努力与大学建立合作伙伴关系，以招收学生。英特尔与俄亥俄州立大学建立合作伙伴关系，台湾台积电在亚利桑那州建设的几家晶圆厂需要工人，向亚利桑那州立大学捐赠了大量资金，GlobalFoundries 与佐治亚理工学院建立了合作伙伴关系，而美光则汇集了 20 多所大学– 包括哈佛和麻省理工 –东北大学半导体网络下.

不仅仅是美国。2022 年 7 月，韩国教育部宣布计划放宽半导体相关大学系的学生配额，到 2032 年再培训 150,000 名具有半导体专业知识的工人。印度也在尝试利用大学来推动其新兴的半导体产业。2 月，管理该国众多技术学院的全印度技术教育委员会 (AICTE)启动了两个专业芯片制造培训计划，以帮助实现总理纳伦德拉·莫迪 (Narendra Modi) 到 2032 年培训 85,000 名半导体专业人员的崇高目标。

专业的半导体教育会是什么样子？

作为普渡大学半导体教育主任，Raghunathan 教授表示，他的主要职责只是提高对该行业的认识。“我们试图解决的第一个问题是，大多数人并没有真正看到他们使用的产品中的半导体，”他解释道。“人们使用 iPhone，但他们看不到 iPhone 的心脏和大脑实际上是位于内部的大量半导体芯片。”

为了克服这一障碍，Raghunathan 于 2022 年在普渡大学帮助推出了新的一年级课程。该课程名为“芯片改变世界”，由芯片行业的 15 位不同专业人士主讲，旨在全面概述广阔的领域行业中可用的一系列角色。“那个班级有大约 170 名学生，这确实为我们打下了非常坚实的基础，”Raghunathan 说。

对于那些想要超越芯片制造基础知识的人，普渡大学还在 2022 年建立了一个新的跨学科半导体学位课程——为学生提供广泛的专业选择，以获得半导体行业的基本技能。Raghunathan 说：“我们一直试图向学生传达的信息是，无论你的专业或领域是什么，你都可以在半导体生态系统中发挥作用。”

锡拉丘兹大学工程学院院长 J. Cole Smith 也有类似的看法。他认为，数十年的离岸外包已经大大降低了半导体行业的知名度。“我们现在必须抓住这些年轻人的想象力，”史密斯说。锡拉丘兹大学是美光东北大学半导体网络的一部分，该网络的建立是为了帮助这家芯片制造商在纽约克莱市耗资 1000 亿美元的新校园培养劳动力。雪城大学的学生将获得芯片制造和设计复杂艺术方面的实践培训，以及参观美光闪亮的最先进设施。

但这不仅仅与精英机构有关。例如，社区学院在推动芯片制造成为一条可行且理想的职业道路方面也可以发挥重要作用。“对技术娴熟的员工有着巨大的需求，你不需要四年制学位才能成为像美光这样的公司的重要人物，”史密斯说。

英国也是众多将目光投向半导体安全的国家之一，承诺在未来 10 年内向该行业投资 10 亿英镑。与价值 430 亿欧元的CHIPS 和科学法案或欧盟的欧洲芯片法案中可用的资金相比，这项投资相形见绌。尽管如此，EIP 的半导体分析师安德鲁·汤普森表示，“我们在这里确实采用了一种非常不同的策略”。汤普森说，美国和欧洲正专注于制造成本高昂的本土化目标，而英国有能力在研发方面取得成功。这意味着我们将需要成本较低的设备，但仍需要大量训练有素的人才。

那么，英国应该采用台湾掌握的专业教育模式吗？“这似乎是一个有用的模板，”王说。汤普森同意。他指出，政府的最新战略确实承诺进一步推广 STEM 职业，包括改进博士课程和更好地激励科学教师。但它不一定提供任何全新的东西，尤其是在英国真正需要的规模上：“我认为其中很多都参考了政府已经提出的倡议，”汤普森说。

英国目前的大部分半导体教育都以研究生学习为中心——但并不是该行业的每个人都需要这么多的教育专业知识。Gartner 的半导体行业分析师 Gaurav Gupta 表示，我们可能不一定需要普渡大学和亚利桑那州立大学提供的高度特定的半导体课程来为扩大我们的国内人才做出有意义的开端。他说，也许我们应该继续努力促进更广泛的 STEM 教育——包括，尤其是在学校——只是为了让人们通过大门。

古普塔说，解决人才短缺问题最关键的一步可能就是让半导体听起来令人兴奋。“如果你看看台湾，台积电是第一大公司，所以很多年轻的工程师都想在那里工作。韩国也是如此，三星是韩国的主要公司。” 但在英国、美国和欧洲，来自谷歌、Meta、亚马逊和微软等软件巨头对 STEM 人才的竞争非常激烈——这些家喻户晓的名字也往往提供比芯片制造竞争对手更高的薪水。古普塔说，如果政府打算促进人才招聘，他们可能需要介入以帮助公司“弥合成本差距”，并开始提升整个行业的形象。

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