芯片人才的困境

人才一直是半導(dǎo)體行業(yè)的熱門話題也是行業(yè)一直想要解決的難題。

有多難？

以美國(guó)為例，德勤報(bào)告稱，未來幾年美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)可能面臨約 70,000 至 90,000 名工人的短缺。麥肯錫預(yù)計(jì)，到 2030 年，美國(guó)將短缺約 30 萬名工程師和 9 萬名熟練技術(shù)人員。根據(jù)美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)（SIA）與牛津經(jīng)濟(jì)研究院 7 月發(fā)表的研究報(bào)告，預(yù)測(cè)到 2030 年，半導(dǎo)體行業(yè)將短缺 67000 名工人，屆時(shí)半導(dǎo)體行業(yè)約 58% 的新制造和設(shè)計(jì)崗位將面臨空缺的風(fēng)險(xiǎn)。

不僅美國(guó)，德國(guó)經(jīng)濟(jì)研究所受德國(guó)工業(yè)聯(lián)合會(huì)委托進(jìn)行的一項(xiàng)研究結(jié)果表明，德國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)現(xiàn)在缺少 6.2 萬名技術(shù)工人，尤其是電氣工程、機(jī)電一體化和軟件開發(fā)領(lǐng)域的人員。而將范圍擴(kuò)大到整個(gè)歐洲，普華永道·思略特最近發(fā)布的一份報(bào)告顯示，到 2030 年，歐洲半導(dǎo)體行業(yè)的「人才缺口」將達(dá)到 35 萬。

為何全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)都陷入缺人困境？為何產(chǎn)業(yè)的發(fā)源地美國(guó)也有那么大的人才缺口？面對(duì)這樣的情況，產(chǎn)業(yè)又打算如何改變呢？

半導(dǎo)體人才的「入不敷出」

半導(dǎo)體缺人很大的一個(gè)原因來自于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如果分析半導(dǎo)體行業(yè)的缺人類型，其實(shí)不僅僅是大眾潛意識(shí)里的「高精尖」人才不夠，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈條長(zhǎng)且細(xì)分領(lǐng)域多樣，不同領(lǐng)域的企業(yè)在發(fā)展和人才需求上存在一定差異?？偠灾瑢?duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說企業(yè)管理領(lǐng)軍人才、每道工序的制造人才（如操作工人、封裝工人、設(shè)備協(xié)調(diào)工人等）、半導(dǎo)體廠房的建筑工人都可能是缺少的人才。

把人才培養(yǎng)比作蓄水池的入水口，把產(chǎn)業(yè)發(fā)展比作出水口。由于半導(dǎo)體人才需要跨學(xué)科知識(shí)，也需要多年經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)前全球大力發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)讓出水速度大大超過入水速度，也就造成了行業(yè)內(nèi)人才不足的情況。

從好的角度來看，「物以稀為貴」讓芯片行業(yè)人才的工資水漲船高，《2023 年北京市人力資源市場(chǎng)薪酬?duì)顩r報(bào)告（三季度）》顯示，量子算法工程師位居高薪榜首，薪酬中位值為 36768 元/月。5G 通訊算法工程師、強(qiáng)化學(xué)習(xí)工程師、芯片設(shè)計(jì)工程師等職位薪酬中位值均突破 30000 元。相信這樣的薪資數(shù)據(jù)是可以吸引相當(dāng)一部分人投身行業(yè)。

但是，由于急缺人才造成了行業(yè)爭(zhēng)搶人才的亂象，愈發(fā)不利于長(zhǎng)期的人才培養(yǎng)。惡性循環(huán)之中，半導(dǎo)體人才短缺的情況遲遲無法改善。行業(yè)已經(jīng)達(dá)成的共識(shí)是，想要真正解決問題，一定要從教育入手。

美國(guó)半導(dǎo)體用人困境

作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的代表國(guó)家，美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的缺人問題是十分值得探討的案例。

為什么美國(guó)會(huì)缺少技術(shù)工人？

在全球范圍內(nèi)，美國(guó)將需要數(shù)以萬計(jì)的熟練技工來建造新工廠，以提高和本地化制造能力：電工、管道安裝工、焊工；數(shù)千名畢業(yè)電氣工程師來設(shè)計(jì)芯片和制造芯片的工具；晶圓廠本身有更多各類工程師，但也有操作員和技術(shù)人員。如果在歐洲和美洲發(fā)展后端，那就相當(dāng)于創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會(huì)。

到 2021 年，全球直接員工數(shù)量將超過 200 萬人，到 2030 年，將需要額外超過 100 萬名技術(shù)工人，相當(dāng)于每年超過 10 萬人。就背景而言，美國(guó)每年就讀電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的研究生不到 10 萬名。然而 SIA 認(rèn)為美國(guó)的基礎(chǔ)教育沒有對(duì)科學(xué)培養(yǎng)足夠興趣。美國(guó)半導(dǎo)體的人才短缺主要涉及擁有四年制學(xué)位和高級(jí)學(xué)位的工程師和計(jì)算機(jī)科學(xué)家，以及擁有兩年制或以下學(xué)位的熟練技術(shù)人員以及其他在職訓(xùn)練人員。SIA 認(rèn)為：攻讀 STEM 學(xué)位的美國(guó)學(xué)生數(shù)量不足?！咀ⅲ篠TEM 是科學(xué)（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科英文首字母的縮寫?！?/span>

作為半導(dǎo)體的對(duì)口領(lǐng)域，在攻讀 STEM 領(lǐng)域的美國(guó)學(xué)生中，攻讀這些領(lǐng)域高級(jí)學(xué)位的人太少，而許多擁有 STEM 學(xué)位的學(xué)生卻從事著非 STEM 職業(yè)（例如金融、商業(yè)等）。沒有足夠的美國(guó)學(xué)生利用培訓(xùn)機(jī)會(huì)在社區(qū)學(xué)院和其他機(jī)構(gòu)獲得成為先進(jìn)制造設(shè)備中技術(shù)人員所需的技能。

不僅僅是某一單一學(xué)科的人才每個(gè)工作組都有不同的培訓(xùn)和教育需求；然而，半導(dǎo)體專業(yè)的學(xué)生人數(shù)（例如半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和制造專業(yè)的本科生）數(shù)量有所減少。這些工作群體的技能也在不斷發(fā)展，部分原因是自動(dòng)化和數(shù)字化程度的提高。設(shè)計(jì)和制造比以往任何時(shí)候都更需要云、人工智能和分析等數(shù)字技能。

雖然美國(guó)學(xué)院和大學(xué)吸引了大量世界各地的學(xué)生來 STEM 領(lǐng)域?qū)W習(xí)，其中大部分是攻讀 STEM 碩士和博士課程的外國(guó)學(xué)生，但簽證、移民的政策問題阻止了留學(xué)生留在美國(guó)工作。同時(shí)，隨著各國(guó)都在發(fā)力半導(dǎo)體，很多留學(xué)生也會(huì)選擇回到本國(guó)工作。

美國(guó)的開放與不合作

半導(dǎo)體行業(yè)的飛速發(fā)展，需要大量的人才。隨著美國(guó)試圖把半導(dǎo)體制造帶回美國(guó)，美國(guó)確實(shí)吸引了許多半導(dǎo)體大廠。

SIA 預(yù)計(jì)美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)將在未來十年內(nèi)健康增長(zhǎng)。隨著數(shù)字化和連通性繼續(xù)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)與現(xiàn)代生活的幾乎所有方面，對(duì)芯片的需求預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)。目前全球芯片行業(yè) 2022 年收入為 5740 億美元，預(yù)期到 2029 年末這一收入將增長(zhǎng)近一倍，到 2030 年達(dá)到 1 萬億美元。

部分由于《芯片和科學(xué)法案》的通過，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)有望在這一增長(zhǎng)中占據(jù)很大份額。據(jù) SIA 稱，預(yù)計(jì)受芯片法案資助的半導(dǎo)體行業(yè)已在全國(guó)宣布了 50 多個(gè)項(xiàng)目，新增了 44,000 個(gè)就業(yè)崗位。隨著芯片法案下的資金開始流動(dòng)，其他項(xiàng)目可能會(huì)向前推進(jìn)，還有一些項(xiàng)目可能會(huì)因?yàn)樾酒冗M(jìn)制造稅收抵扣的激勵(lì)而向前推進(jìn)。

本土人才不足，就需要引進(jìn)外籍員工。美國(guó)移民和刑事司法改革倡導(dǎo)組織 http://FWD.us 主席 Todd Schulte 在接受雅虎財(cái)經(jīng)采訪時(shí)強(qiáng)調(diào)了移民改革對(duì)美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)未來的重要性。他的組織的研究發(fā)現(xiàn)，明年將有大約 5,000 名此類學(xué)生畢業(yè)，其中至少 4,000 人有興趣留在美國(guó)在半導(dǎo)體工廠工作。

在半導(dǎo)體大廠進(jìn)入美國(guó)本土的同時(shí)，本土的勞動(dòng)力與國(guó)外的勞動(dòng)力利益產(chǎn)生了沖突。臺(tái)積電就是最有代表性的例子。不久前，臺(tái)積電宣布將其亞利桑那州芯片工廠的投產(chǎn)時(shí)間推遲至 2025 年上半年。據(jù)臺(tái)積電表示延遲的主要原因是缺乏專業(yè)工人，這一問題由于移民挑戰(zhàn)而在半導(dǎo)體行業(yè)加劇。為了解決勞動(dòng)力短缺的問題，臺(tái)積電計(jì)劃派遣中國(guó)臺(tái)灣技術(shù)人員對(duì)當(dāng)?shù)毓と诉M(jìn)行 N4 工藝技術(shù)培訓(xùn)。然而，現(xiàn)行的美國(guó)移民法對(duì)擁有半導(dǎo)體相關(guān)領(lǐng)域高級(jí)學(xué)位并希望畢業(yè)后留在美國(guó)的國(guó)際學(xué)生構(gòu)成了重大障礙。

在臺(tái)積電方面稱美國(guó)本地工人技能不夠熟練，無法讓工程如期開展的同時(shí)當(dāng)?shù)毓?huì)認(rèn)為臺(tái)積電在污蔑美國(guó)工人，他們?cè)?jīng)如期交付了英特爾的工廠項(xiàng)目。臺(tái)積電這樣的言辭只是為了使用更「廉價(jià)」的勞動(dòng)力。臺(tái)積電與美國(guó)工會(huì)各執(zhí)一詞之下，暴露出美國(guó)不愿合作的真實(shí)態(tài)度。

美國(guó)的產(chǎn)學(xué)研合作

為了發(fā)展本土人才，美國(guó)的教育界已經(jīng)做出了許多努力。下圖統(tǒng)計(jì)了美國(guó)高校與政府以及公司在芯片領(lǐng)域的合作項(xiàng)目。

芯片行業(yè)長(zhǎng)期以來與大學(xué)和工程學(xué)院合作。未來，他們還需要與當(dāng)?shù)氐目萍紝W(xué)校、職業(yè)學(xué)校、社區(qū)學(xué)院加強(qiáng)合作；以及其他組織，例如美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)。

可以看到美國(guó)產(chǎn)研的領(lǐng)域十分寬泛，既包括芯片行業(yè)前沿領(lǐng)域的研究，如開發(fā)由十萬個(gè)量子位驅(qū)動(dòng)的以量子為中心的超級(jí)計(jì)算機(jī)，也包括了建立人才管道以支持半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)這樣產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域的研究專題。

此外，美國(guó)的教育系統(tǒng)也在通過一些競(jìng)賽活動(dòng)，讓更多學(xué)生（高中生）對(duì)芯片行業(yè)產(chǎn)生興趣，以吸引更多學(xué)生進(jìn)入芯片行業(yè)。Ansys 參與的一個(gè)競(jìng)賽吸引了來自 58 個(gè)國(guó)家/地區(qū)的學(xué)生參加工程競(jìng)賽、介紹勞動(dòng)力技能并激發(fā)就業(yè)機(jī)會(huì)。

美國(guó)也試圖與其他國(guó)家合作進(jìn)行人才培養(yǎng)。例如，美光科技和東京電子與美國(guó)和日本政府以及包括 RIT 在內(nèi)的 11 所大學(xué)合作，為兩國(guó)培養(yǎng)更加強(qiáng)大和高技能的半導(dǎo)體勞動(dòng)力。

結(jié)語

從上圖中也可以看到，美國(guó)高校合作的半導(dǎo)體公司大部分都是行業(yè)的頭部公司。這一方面的原因是美國(guó)本土半導(dǎo)體公司確實(shí)在行業(yè)處于領(lǐng)先位置，另一方面也是因?yàn)槊绹?guó)的教育系統(tǒng)的成熟。美國(guó)依舊有望在前沿技術(shù)領(lǐng)域保持領(lǐng)先，但這或許難以解決美國(guó)芯片制造的焦慮。

不過美國(guó)培養(yǎng)人才的經(jīng)驗(yàn)與方式的確值得我國(guó)借鑒。龍頭企業(yè)和高水平高等學(xué)校、職業(yè)學(xué)校牽頭，聯(lián)合行業(yè)組織、學(xué)校、科研機(jī)構(gòu)、上下游企業(yè)等角色組建一批產(chǎn)教深度融合、服務(wù)高效對(duì)接、支撐行業(yè)發(fā)展的跨區(qū)域行業(yè)產(chǎn)教融合共同體也將成為緩解我國(guó)芯片用人難的必要途徑。