在美国建晶圆厂：工人是挑战

来源:半导体行业观察发布时间:2023-08-07822浏览

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按照一项指标来看，美国的新工业政策取得了飞速的起步。在政府的激励下，公司正前所未有地向半导体工厂和电动汽车工厂投入资金。随着制造设施的投资达到创纪录的高位，乔·拜登总统声称未来将再次实现“美国制造”，似乎比以前更具可信性。

但是，这个过程的下一步却不那么确定。美国正在建设工厂，但它能找到操作工人吗？随着失业率接近五十年来的低位，企业已经在努力寻找员工。加上大量新工厂投产，人才缺口将变得更加巨大。

半导体行业是美国制造业复兴最重要的试验案例。在过去的几十年里，计算机芯片制造商大部分离开了美国。虽然美国仍然拥有世界一流的半导体研究人员和设计师，但缺乏大规模将硅晶圆转化为电子电路的工人。为了扭转这种趋势，美国国会去年通过了芯片法案，将在未来五年内向芯片行业提供500亿美元的补贴。

半导体工业协会的一个基线估计是，到2030年，美国芯片行业将面临6.7万名技术人员、计算机科学家和工程师的短缺，整个经济领域将面临约140万名这类工人的短缺。将这个数字与每年在美国完成工程学士学位的约7万名学生相比，这个差距显而易见。无论确切的缺口有多大，它都标志着晶圆厂是否能够全速运行并控制劳动成本，或者是否陷入高成本和低生产力的差异。

美国产业野心的一个早期体现是位于台湾的台积电，全球最大的芯片制造商，计划在亚利桑那州凤凰城投资400亿美元兴建两个工厂，将大大提高美国制造大量超小型半导体的能力。如果成功，它将表明美国可以重新夺回芯片生产的领先地位。

tsmc的两个工厂中的第一个原定于明年投产。但在7月份，公司宣布推迟启动日期到2025年，因为找不到足够有专业知识的工人来安装这样一个高科技设施的设备。台积电董事长刘在镕表示，公司将派遣来自台湾的技术人员来培训美国员工。

半导体基金会（Semi Foundation）的莎丽·利斯表示：“我最担心的是投资了所有这些基础设施，然后无法建设工作队伍。” 许多人与她分享了担忧，这至少是一个有用的催化剂。布鲁金斯学会（Brookings Institution）在一月份的一份报告中表示，美国需要“国家、州和地方行动的大规模激增”，以确保芯片行业有足够的工人。这方面的大致框架已经初现端倪。利斯女士谈到了一个共同的努力，将政治家、官僚、公司、大学和学生团结在一起。

正如台积电的困扰所示，最迫切的问题在于建筑行业。商务部估计，第一阶段半导体制造厂或晶圆厂投资大约需要10万名建筑工人。政府无法凭空制造这样的劳动力。但政府已将其补贴与公司解释他们将采取哪些措施来招募和培训建筑工人挂钩。

商务部的一名官员表示，政府希望公司在建设工程队伍方面合作。“接受一项目的培训的工人将有助于其他晶圆厂的建设，”这名官员说。在这方面，台积电计划引入台湾的培训师不是缺陷，而是特色，有助于将知识传授给本地员工。

一旦晶圆厂建成，接下来需要的是操作这些设施的技术人员。这些技术人员负责检查工具和产品等任务，历史上他们通常需要在社区大学或职业学校接受两年的培训。但公司和教育界已开始尝试更短的课程。

最引人注目的是快速启动计划，承诺在短短十天内培养技术人员，由亚利桑那州的马里科帕公司和俄勒冈州的波特兰社区学院提供。波特兰社区学院得到了美国芯片制造商英特尔的支持，为学生提供每周500美元的津贴，而亚利桑那州的学院则保证其学生与台积电进行面试。然而，没有任何公司愿意让只接受了短短十天培训的候选人靠近其价值数百万美元的设备。

更现实的目标是激发人们对从事半导体行业的兴趣。英特尔的加布里埃拉·克鲁兹·汤普森表示：“我们的目标是吸引那些认为自己缺乏这类工作技能的人。”她指出，相比传统的两年课程，公司在吸引女性和少数族裔参加快速启动计划方面取得了更多的成功。

可能很快会出现更多的中间选项。今年秋天，俄亥俄州哥伦布州立社区学院将推出一个为期一年的首个课程。其宣称目标是让学生“准备好”为英特尔工作。

晶圆厂里工作的下一层是负责管理的工程师。位于一些重要晶圆厂附近的大学，包括亚利桑那州立大学和俄亥俄州立大学，已经在工程和物理科学学位课程中扩展了半导体课程。印第安纳州普渡大学引领了这一潮流，该校去年推出了本科和研究生的半导体学位课程。

普渡大学“从实验室走向晶圆厂”模式的明确目标是与公司更紧密地合作。作为4,900万美元“洁净室”设施升级的一部分，学生可以在商业企业中接触到的条件和材料，同时穿上从头到脚的兔子服，以确保芯片不受污染。

今年夏天，普渡大学推出了一个为期八周的课程，学生将获得10000美元的津贴，由希望在学生被硅谷吸引之前吸引他们的公司资助。位于校园西南边缘的工业园区天泉（SkyWater）将建造一家20亿美元的晶圆厂。普渡大学主席蒙·姜说：“学生早上醒来后可以一边上课，然后再实习。”

这些项目似乎正在取得成效。克鲁兹·汤普森说，英特尔预计会有100名左右的人注册快速启动课程。但实际上有约900名人参加了课程。在普渡大学，招生情况也非常强劲。今年5月，毕业生求职平台Handshake报告称，与去年相比，申请半导体公司的全职工作增加了79%，而其他行业只增加了19%。普渡大学半导体教育负责人维杰·拉古南说：“学生们意识到芯片是新的石油。”

不幸的是，美国限制了获取人才的一个显而易见的途径。移民在美国半导体行业中约占高技能工人的40%。他们通过几个签证计划进入，但有严格的限额。但这些限额是固定的，意味着随着行业的扩大，限额将变得更加严格。右翼政治家，包括唐纳德·特朗普，甚至提出了完全取消签证名额的可能性。

美国芯片公司已经为一支规模较小但技术水平较高的工人队伍进行了配置。在过去的几十年里，随着他们将制造业外包到海外，他们在国内越来越专业化，使美国在全球半导体行业中处于制高点。高通、英伟达和其他公司成为发展和设计先进芯片的世界领导者。这是一种非常有利可图的分工。

现在，美国正试图重返该行业的较低层次，重新学习基本技能，如将晶圆切割成芯片，并将其包装在硬塑料外壳中。政治上的要求是防范对中国过度依赖的风险。对于企业来说，多样化供应链、将制造业接近研发活动也有其合理之处。

对于希望实现这种转变的人来说，受欢迎的消息是，学院和大学正在倾向于这个方向。但这仍然是一场巨大的赌博：不仅是对未来的赌博，而且还是让美国重新回到曾经有商业意义的制造业过去的赌博。

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