缺人,难住美国芯片
2023-07-26|来源:远大期货
半导体是美国实力的中心,支撑推动经济添加和国家安全的要害技术。估量到 2030 年及今后,半导体需求将大幅添加,半导体公司正在加大出产和立异力度,以跟上脚步。
得益于具有里程碑含义的 2022 年《芯片和科学法案》的公布,估量新的芯片制作才干和研制的很大一部分将坐落美国。但跟着美国半导体生态体系在未来几年的扩展,其对具有高度立异的半导体作业所需的技术、训练和教育的半导体工人的需求也会随之添加。
咱们估量,到 2030 年,半导体作业的劳作力将添加近 115,000 个作业岗位,从现在的约 345,000 个作业岗位添加到本十年底的约 460,000 个作业岗位,添加 33%。在这些新作业岗位中,咱们估量大约有 67,000 个,即估量新作业岗位的 58%(以及估量新技术作业岗位的 80%),依照现在的学位完结率,面对着空缺的危险。空缺的职位中,39%是技术人员,其间大多数具有证书或两年制学位;35%将是具有四年制学位的工程师或核算机科学家;26%将是硕士或博士等级的工程师。
半导体作业在缩小劳作力商场距离方面面对的应战也是整个美国经济面对的应战。对美国和世界未来具有战略重要性的其他高添加科技作业也面对着相似的人才缺口,并正在抢夺相同一批经过训练的工人。这些工业和技术包含清洁动力、医疗技术、人工智能、物联网、网络安全、下一代通讯、航空航天、轿车和先进制作等。因而,技术工人的缺少对半导体作业和更广泛的美国经济构成了巨大的应战。
数字是惊人的。关于整个经济而言,到 2030 年底,估量美国将新增 385 万个需求通晓技术范畴的作业岗位。其间,除非咱们能够在娴熟技术人员、工程和核算机科学等范畴扩展此类工人的运送途径,不然其间 140 万个作业岗位将面对空缺的危险。
缩小人才距离关于美国经济和半导体作业的成功至关重要。尽管技术作业全体上需求共同尽力应对这些应战,但半导体是未来简直一切要害技术的根底。首要,应对半导体作业的应战关于促进整个经济的添加和立异至关重要。但芯片作业面对的技术人才缺口仅仅经济面对的全体应战的一小部分。
几十年来,美国半导体作业一向致力于招募、训练和招聘多元化和娴熟的劳作力部队。在全国规模内,芯片公司与社区学院和技术学校、学徒方案、大学和实验室以及区域教育网络树立了长时刻且不断扩展的协作伙伴联系。跟着作业不断开展以满意 CHIPS 出资的需求,公司正在扩展其劳作力开展脚印。与此一起,美国政府有必要与工业界和学术界协作,优先采纳办法,处理更广泛的经济和半导体作业面对的技术距离。为了帮忙完结这一方针,咱们提出了三项中心主张来加强美国技术劳作力。
主张 1:加强对区域伙伴联系和方案的支撑,旨在扩展半导体制作和其他先进制作范畴娴熟技术人员的途径
在新建和扩建的半导体工厂邻近的社区和技术学院扩展认证训练营、学徒训练和其他训练项目将是帮忙缩小技术人员劳作力缺口的有用手法。针对半导体作业量身定制的课程和教育处理方案将确保学生为未来的作业做好预备。技术人员部队十分强壮,来历广泛,例如高中结业生和回国退伍军人。
改善当时的人才供需轨道将是一场艰苦的战役,半导体作业的公司现已在采纳举动。《CHIPS 和科学法案》也为缩小这一距离供给了极好的支撑,并应继续帮忙作业主导的增强技术人员部队的尽力。
主张 2:扩展国内 STEM 人才部队,培育对半导体作业和其他对未来经济至关重要的作业至关重要的工程师和核算机科学家。
咱们的剖析标明,攻读 STEM 学位的学生数量缺少以满意劳作力商场的需求,并且许多取得 STEM 学位的结业生并没有进入 STEM 作业。这些结业生中进入半导体作业的人数乃至更少。应采纳方针分三个阶段扩展这一管道:
《CHIPS 和科学法案》经过树立国家半导体技术中心、专心于半导体的美国制作研讨所、国家先进封装制作方案、扩展的 NIST 计量研讨、国防部微电子同享、国家科学基金会 CHIPS 劳作力和教育基金以及其他组织,为推动上述三个方针供给了重要的潜在支撑。这些举动是向前迈出的重要一步,但还需求做更多的作业。咱们的剖析标明,加强国内 STEM 人才的培育,特别是硕士和博士水平的人才培育,是一项代际应战。假如美国想要到 2030 年充沛满意该作业对技术人才的需求,那么美国今日就需求采纳举动,活跃向前推动。
主张 3:在美国经济中留住并招引更多世界高档学位学生。
扩展美国公民学生在 STEM 范畴攻读高档学位的国内途径的进程将需求数年或数十年才干取得效果。与此一起,咱们估量每年约有 16,000 名硕士和博士等级的世界工程师脱离美国。仅就半导体作业而言,估量到本十年底,这些人才的丢失将形成约 17,000 名硕士和博士工程师的缺口。简而言之,在可预见的未来,仅靠美国公民结业生无法真实处理具有高档工程和核算机科学学位的人员的劳作力缺口。
在美国高校,超越50%的工程硕士结业生和超越60%的工程博士结业生是外国公民。来自美国院校的大约 80% 的硕士和 25% 的外国 STEM 博士结业生结业后没有留在美国,无论是出于挑选仍是因为美国移民方针。
如此高的份额意味着,供给更简单的取得美国*居留权的途径有或许当即添加半导体作业和其他具有战略重要性的技术作业的国内人才库。高技术移民方针变革降低了美国公司招募和留住具有高档学位的世界学生的妨碍,有助于补偿半导体和其他要害技术作业面对的近期技术距离。
简介
美国经济面对技术工人严峻缺少,这对美国经济添加、技术*和国家安全构成应战。这种缺少影响了半导体作业和一切技术依靠型作业,包含未来的要害技术——清洁动力、医疗技术、人工智能、网络安全、下一代通讯、航空航天、轿车、先进制作等。处理这一娴熟劳作力的应战是一个具有国家重要性的问题。
这种整个经济规模内的缺少首要触及两类娴熟专业人员:
(1) 具有四年制学位和高档学位的工程师和核算机科学家;
(2)两年制及以下学历的娴熟技术人员,并附加在职训练。缺少是由一系列杂乱的社会和其他要素形成的:
攻读 STEM 学位的美国学生数量缺少。
在寻求 STEM 范畴的美国学生中,攻读这些范畴高档学位的人太少,许多具有 STEM 学位的学生都在非 STEM 作业(例如金融、商业等)找到作业。
没有足够多的美国学生运用社区学院和其他组织的训练时机来取得先进制作设备中技术人员人物所需的技术。
尽管美国学院和大学招引了很多来自世界各地的学生来 STEM 范畴学习,其间包含大多数攻读 STEM 硕士和博士课程的外国学生,但美国公司往往无法招募和留住这些学生在美国长时刻作业。
本文受半导体作业协会 (SIA) 托付,总结了包含半导体作业在内的美国全体经济面对的技术劳作力应战。鉴于到 2030 年国内制作和半导体规划的预期添加,本文要点重视美国半导体作业面对的劳作力缺口。
但鉴于半导体在推动通讯、核算、医疗保健、军事体系、交通、清洁动力和很多其他应用范畴的立异方面发挥着根底性效果,处理半导体作业的这一应战关于促进整个经济的添加和立异至关重要。
整个经济体的劳作力距离
全球人才比赛将决议推动未来经济的要害技术的*位置。清洁动力、医疗技术、人工智能、网络安全、下一代通讯、航空航天、交通运输和先进制作等作业都需求娴熟的劳作力来促进立异。
美国面对技术人员、工程师和核算机科学家这三个首要作业集体中娴熟和受过高等教育的工人的严峻缺少。
依据附录中描绘的整个经济规模的缺口剖析,咱们估量技术人员的劳作力缺口为 20%,这意味着这些作业的估量供给仅占估量需求的 80%。关于工程和核算机科学,咱们估量劳作力缺口为 39%。
这些距离百分比来自整个经济规模的距离剖析,该剖析比较了相关技术人员、工程和核算机科学学术项目的结业生供给状况。这三个作业集体对新职位空缺和代替职位空缺的需求首要依据美国劳工统计局 (BLS) 的 2021-2031 年作业猜测。进行了调整,以考虑结业后脱离美国的外国学生,以及广泛作业类别与其广泛学位范畴不相符的工人。
具有必要训练和教育来添补先进技术作业职位的工人的供需之间的距离给美国经济的比赛力和美国的国家安全带来了危险。除非美国采纳办法处理这一人才缺口,不然它就有或许在经济领导位置和技术立异的比赛中落后于全球比赛对手。
半导体劳作力缺口
咱们估量,到 2023 年头,美国半导体作业招聘了约 345,000 名工人。其间约三分之二(68% 或 236,000 人)从事半导体制作,要么制作半导体芯片自身,要么制作半导体制作中运用的专用机械。其他 32% 的劳作力(109,000 人)是规划人员,他们要么自己规划半导体,要么开发规划中运用的专用软件东西 (EDA)。
半导体劳作力首要由技术人员、工程师和核算机科学家(“技术劳作力”)以及其他支撑性作业(例如办理、行政、人力资源、出售等)组成。咱们估量,该作业大约四分之三的人从事其间一种技术作业,其他 (26%) 从事“其他”支撑类别。
估量美国半导体作业将在未来十年内完结健康添加。跟着数字化和连通性继续推动经济和现代生活的简直一切方面的开展,对芯片的需求估量将添加。现在全球芯片作业2022年收入为5740亿美元,估量到本十年底这一收入将添加近一倍,到2030年到达1万亿美元
部分因为《芯片和科学法案》的经过,美国半导体作业有望在这一添加中占有很大份额。据 SIA 称,估量 CHIPS 法案赞助的半导体作业已在全国规模内宣告了 50 多个项目,将新增 44,000 个作业岗位。跟着 CHIPS 法案下的资金开端活动,其他项目或许会推动,还有一些项目或许会因为 CHIPS 先进制作税收抵免的鼓舞办法而推动。
美国半导体作业的添加将导致作业岗位数量相应添加。咱们估量,到 2030 年,该作业将添加近 115,000 个作业岗位,从现在的约 345,000 个作业岗位添加到本十年底的约 460,000 个作业岗位(总添加 33%),相当于咱们对年添加率 4.2% 的中期添加猜测。在技术劳作力的新职位空缺(85,000)中,咱们估量一半将是技术人员(42,600),34%将是工程师(28,900),16%将是核算机科学家(13,200)
除了 2023 年至 2030 年作业扩张带来的新职位空缺之外,半导体作业还需求招聘额定的代替工人来添补现有劳作力的定时活动。
半导体作业也不能幸免于更广泛的经济所面对的劳作力应战。正如其他要害作业面对缺少具有必要技术和教育水平的工人来添补未来作业岗位相同,半导体作业也面对着这些相同的趋势。
尽管到 2030 年,该作业估量将添加近 115,000 个作业岗位(图 9),但咱们估量,依照现在的学位完结率,大约有 67,000 个岗位面对空缺的危险,即估量半导体作业新增技术岗位的 58%。这 67,000 个空缺职位也占技术作业(技术人员、工程师和核算机科学家)估量新增职位的约 80%。
到 2030 年,估量半导体技术劳作力缺口总数将到达 67,000 人,其间约 39%(26,400 个作业岗位)将呈现在技术人员作业中,41%(27,300 个作业岗位)将呈现在工程作业中,20%(13,400 个作业岗位)将呈现在核算机科学范畴。技术员职位一般需求 2 年制或更少的学位,而核算机科学职位一般需求四年制学位。在工程范畴的 27,300 个缺口中,咱们估量约 36%(9,900 个作业岗位)为学士等级,45%(12,300 个作业岗位)为硕士等级,19%(5,100 个作业岗位)为博士等级。
半导体作业面对的劳作力缺口仅仅整个经济面对的作业缺少的一小部分。正如本章最初所评论的,到 2030 年底,美国全体经济估量将发明约 385 万个需求通晓技术范畴的额定作业岗位。在这些新作业岗位中,除非咱们能够扩展这些工人的教育途径,不然有 140 万个作业岗位或许会呈现空缺。如图 13 所示,半导体作业仅占整个美国经济面对的估量缺少的一小部分。
因而,美国半导体作业面对的劳作力应战不能孤登时看待,因为它是更广泛的经济面对的更广泛的人才缺口的一部分。在将推动未来经济添加的未来技术中,这一应战最为急迫,一切这些技术都依靠于半导体作为立异的根底技术。因而,教育、招聘和留住更多技术工人关于半导体作业和整个国家来说势在必行。
方针主张
处理整个经济范畴,特别是半导体作业训练有素和受过教育的工人缺少问题是一个与国家休戚相关的问题。因为这联系到美国继续的经济和技术*位置、全球比赛力和国家安全。
《CHIPS 和科学法案》的公布供给了一个共同的时机,能够采纳新的尽力来缩小技术人员、工程和核算机科学人才方面估量的劳作力缺口。这需求采纳多种战略来添加技术人员、工程和核算机科学范畴相关结业生的供给;更好地招引结业生人才进入半导体作业,特别是经过传达认识和激起学生的想象力;并战略性地瞄准世界*人才,以增强美国半导体劳作力的高技术水平。
几十年来,美国半导体作业一向致力于招募、训练和招聘多元化和娴熟的劳作力部队。在全国规模内,半导体公司与社区学院和技术学校、学徒方案、大学和实验室以及区域教育网络树立了长时刻且不断扩展的协作伙伴联系。跟着作业不断开展以满意 CHIPS 出资的需求,公司正在扩展其劳作力开展脚印。与此一起,美国政府有必要与工业界和学术界协作,优先采纳办法处理更广泛的经济和半导体作业面对的技术距离。
为了帮忙完结这一方针,咱们提出了三项中心主张来加强美国技术劳作力。*个主张侧重于技术人员,后两个主张针对工程师和核算机科学家。
主张 1:加强对区域协作伙伴联系和方案的支撑,旨在扩展半导体制作和其他先进制作作业娴熟技术人员的途径。
咱们估量,假如不采纳补救办法,到本十年底,半导体作业的技术人员缺口将到达 26,400 名。在此期间,技术员职位估量将添加 42,600 个,此外还需求替换 91,700 个技术员职位。
相关于工程师的作业商场,技术人员的作业商场一般愈加本地化,大多数技术人员都在与晶圆厂坐落同一区域的教育组织承受训练。这些作业的人力资本出资较小(近 80% 的技术人员经过证书或副学士学位课程取得为期六个月至两年的认证——见图 14),并且,与此相关的是,这些作业的活动率较高,正如劳工统计局数据所示,并反映在高代替需求中。这些职位较高的活动率也有助于鼓舞工业界和学术界之间的经常性雇佣联系。
因而,在新建和扩建的半导体工厂邻近的社区和技术学院(见图 15)扩展认证训练营、学徒训练和其他训练项目将是帮忙缩小技术人员劳作力缺口的有用手法。针对半导体作业量身定制的课程和教育处理方案将确保学生为未来的作业做好预备。技术人员部队十分强壮,来历广泛,例如高中结业生和回国退伍军人。《CHIPS 和科学法案》为缩小技术人员劳作力缺口供给了支撑,这将继续帮忙作业主导的增强技术人员劳作力的尽力。
主张 2:扩展国内 STEM 人才部队,培育对半导体作业和其他对未来经济至关重要的作业至关重要的工程师和核算机科学家
半导体作业的工程师和核算机科学家一般承受过四到十年的高等教育。因而,处理劳作力缺口需求采纳长时刻、广泛的办法:1)扩展 STEM 学生集体,2)鼓舞更多 STEM 学生从事 STEM 作业,3)鼓舞更多 STEM 专业人士挑选在半导体作业作业。在每一个干涉点,即便人才供给的边沿添加也或许对满意必要的需求发生有含义的长时刻影响。
各种干涉办法能够帮忙推动这三个方针,包含有针对性的招聘和教育活动、奖学金、研讨金、实践经历、对大学工程项目的支撑、新设备和时机等等。《CHIPS 和科学法案》经过树立国家半导体技术中心、专心于半导体的美国制作研讨所、国家先进封装制作方案、扩展的 NIST 计量研讨、国防部微电子同享、国家科学基金会 CHIPS 劳作力和教育基金以及其他组织,为完结这三个方针供给了重要的潜在支撑。重要的是,咱们的剖析标明,加强国内 STEM 人才储藏,特别是硕士和博士水平的人才储藏,是一项代际应战,任何尽力都需求从今日开端,以便到 2030 年充沛满意作业对技术人才的需求。
STEM 管道规模从幼儿园到博士。进步 K-12 学生对 STEM 爱好的项目特别重要,特别是在技术和半导体相关科目中,特别是在该作业致力于扩展来自代表性缺少布景的劳作力的状况下。这关于扩展全体人才库至关重要。
主张 3:在美国经济中留住并招引更多世界高档学位学生。
扩展美国公民学生在 STEM 范畴攻读高档学位的国内途径的进程将需求数年或数十年才干取得效果。与此一起,咱们估量每年约有 16,000 名硕士和博士等级的世界工程师脱离美国。仅就半导体作业而言,估量到本十年底,这些人才的丢失将形成约 17,000 名硕士和博士工程师的缺口。简而言之,在可预见的未来,仅靠美国公民结业生无法真实处理具有高档工程和核算机科学学位的人员的劳作力缺口。
在美国学院和大学,超越 50% 的工程硕士结业生和超越 60% 的工程博士结业生是外国公民。无论是出于挑选仍是因为美国移民方针,来自美国院校的约 80% 的 STEM 外国硕士结业生和 25% 的外国 STEM 博士结业生在结业后没有留在美国。
如此高的份额意味着,供给更简单的取得美国*居留权的途径有或许当即添加半导体作业和其他具有战略重要性的技术作业的国内人才库。高技术移民方针变革降低了美国公司招募和留住具有高档学位的世界学生的妨碍,有助于补偿半导体和其他要害技术作业面对的近期技术距离。
在整个经济规模内,咱们估量每年有 24,133 名外国工程结业生脱离美国。一起,咱们估量整个经济规模内工程师的年度劳作力缺口为 26,642 人。关于占这一缺口约 15% 的半导体作业来说,每年接收 3,900 名世界工程结业生(占每年离任人数的 15%)简直能够彻底处理估量的缺少问题,特别是半导体作业每年缺少的 2,500 名硕士和博士级工程师。
大多数在美国完结高档学位课程的外国人都想留在美国作业,但在参加了一段时刻的可选实践训练 (OPT) 方案后终究未能成功取得 H-1B签证。这导致在美国承受过教育的外国优秀人才回来自己的祖国或在另一个供给居留权的国家寻觅作业。这些研讨生中的许多人都参加过美国政府或美国半导体公司赞助的项目,这强调了保存此类专业知识和经历的重要性和优点。在添加国内工程管道所需的时刻内,处理这一急迫缺少问题的变革关于应对这些应战将十分有用。
旨在留住更多外国人的长时刻方针,例如放宽外国 STEM 结业生取得美国长时刻作业答应和居留权的途径,包含“green card stapling”方案或为半导体立异者保存部分年度 H-1B 签证,或许会在很大程度上缩小这一距离。此外,一些直接的监管改变或许包含保存可选实践训练方案、改善 H-1B 注册体系、有利的签证从头验证试点方案以及削减绿卡体系中的 PERM 等待时刻。
重要的是,除了尽力添加外国 STEM 结业生的保存率之外,一些需求高档工程学位的职位有必要由美国公民担任,因为这些职位触及国家安全相关作业。这包含半导体作业中的一些人物,例如为先进武器体系规划芯片。尽管高档技术工人的大多数作业岗位不需求由美国公民担任,但与这些国家安全相关职位相关的要害需求耗尽了本已很小的高档工程项目美国公民结业生,然后添加了招聘剩下人才的需求,而这些人才中外国人份额过高。
定论
因为一切经济部门对依靠半导体的尖端技术的需求不断添加以及《芯片和科学法案》的公布,美国半导体作业有望在本世纪末及今后完结快速添加。因而,跟着公司扩张和开设新的制作工厂以及半导体规划和研制组织,该作业将需求添加国内劳作力。假如不采纳举动来处理具有必要技术和资格的工人的缺口,以添补这种添加带来的作业岗位,美国或许无法充沛发挥未来几年预期的产能添加、供给链弹性和技术立异领导力的潜力。
依据咱们的猜测,到 2030 年,美国半导体作业的劳作力估量将添加约三分之一,添加约 115,000 个作业岗位,其间 85,000 个归于技术岗位(技术人员、工程师和核算机科学家)。除此之外,还需求招聘 153,000 个现有技术职位的代替人员,到 2030 年,职工总数将到达 238,000 人。满意这一需求将是一项应战,特别是考虑到相邻作业对一切教育水平和技术的合格和多样化人才的比赛。
该陈述估量,从 2023 年到 2030 年,半导体作业的劳作力商场缺口为 67,100 名工人:26,400 名技术人员、27,300 名工程师和 13,400 名核算机科学家。
本陈述主张扩展现有的教育方案以训练技术人员,特别重视需求大幅添加的区域。80% 的技术人员在 6 至 24 个月内取得了认证,半导体公司现已开端拟定和扩展新职工招聘和训练方案。
关于工程师和核算机科学家来说,高等教育项目一般需求四到十年的时刻,因而有必要采纳更广泛的尽力来扩展 STEM 途径。缩小这些距离需求拟定全面的 STEM 战略,首要要进步学生对 K-12 等级 STEM 时机的爱好。在大学阶段,应该鼓舞这些学生从事 STEM 作业,并让他们了解半导体作业的作业时机。作业、教育组织和政府都能够发挥重要效果,让这些时机的优点愈加显着。
添加美国公民中工程和核算机专业结业生的供给,特别是硕士和博士等级的结业生,其间大多数结业生是外国人,关于完结经济和国家安全方针至关重要。但是,从短期到中期来看,考虑到培育这些人才需求很长的时刻,留住更多美国院校的外国结业生至关重要。
一切作业的技术人员、工程师和核算机科学专业人员的可继续和可猜测的供给关于美国的国家安全、比赛力和立异至关重要,并确保美国顾客和企业所需的终究产品的供给。美国半导体制作、规划和研制的成功取决于作业、政府和教育的领导力,以迎接应战并*极限地运用未来的代代时机。