新人才的新策略 ： 缩小美国半导体劳动力缺口

半导体实践 新人才的新策略：关闭美国半导体劳动力缺口 美国即将进行的半导体扩张取决于目前面临压力的三个劳动力池。如果不采取新的行动，尽管目前的劳动力发展，但巨大的人才缺口可能会持续存在。 本文是Brendan Jay，Nicholas Liao，Giulietta Poltronieri，Taylor Roundtree，Diana Tang，Wade Toller和Bill Wiseman的共同努力，代表了麦肯锡半导体实践的观点。 受创纪录的高投资推动从 可能需要多个公共和私有 除了已经计划或正在进行的劳动力发展计划之外，还开展了合作。本文研究了其中的一些努力，正在创造的工作的性质以及旨在填补这些工作的劳动力池。 半导体企业和千载难逢的联邦支持，半导体制造能力有望在美国大规模扩张。该战略旨在重新平衡该国的供需状况，以在半导体制造、设计和知识产权方面建立更大的自主权；作为 美国商务部长表示，目标之一是推动美国生产到2030年，全球20％的前沿逻辑芯片。1所有这些投资预计将在制造工厂（fabs）创造多达48,000个工作岗位，其中一些预计将在未来两到三年内开始运营。这些新的工作数字并不能说明该行业在同一时间段内可能经历的人员流失增加。 半导体投资的巨大范围和行业现有的人才挑战 除了联邦政府指定用于投资的近530亿美元通过2022年的CHIPS和科学法案，国内半导体研究、开发和生产，半导体公司已经宣布在美国晶圆厂超过2000亿美元 在人才方面，半导体企业面临着艰巨的战斗。公司已经面临着相当大的消耗和招聘挑战，必须与其他行业竞争，以减少熟练工人的数量，以建立和运营其新的美国设施。2满足需求激增所需的人才涵盖三个不同的劳动力池-建筑工艺工人，工程师和技术人员。这些池中的每一个都有自己的管道和专业技能集。尽管行业团体努力提高意识和增加招聘，但供应仍然不足。针对每个管道定制的有针对性的策略至关重要-人员短缺可能会使该行业的国内目标面临风险，推高劳动力成本，并延迟或减少这一巨大投资的回报。 到2032年的投资。3宣布的投资分布在全国各地，计划在16个州进行新的建设或工厂扩建。例如，麦肯锡公司对公司数据的分析显示，通过在纽约扩大业务，将创造大约10,000个新的职位空缺，在亚利桑那州的四个新的工厂建筑将创造大约7,500个职位（图表1）。 美国晶圆厂业务的规模扩大与半导体行业的人才招聘和保留率明显下滑不谋而合。麦肯锡此前曾写过半导体行业面临的人才逆风，包括劳动力老化，技能基础不断变化，以及劳动力中的新成员选择在数字和分析而不是制造业中担任角色。42022年，半导体工程师和技术人员的招聘总数为2.5万份，是2021年的两倍，是2020年的三倍。5 寻找支持这项高风险工作所需的人才和技能是一项艰巨的挑战。满足对半导体人才的需求 展品页13 美国新的半导体建筑可能达到2000亿至3500亿美元，其中最大的投资集中在亚利桑那州，纽约州，俄亥俄州和德克萨斯州。 麦肯锡公司 展品第24 页半导体行业的职位空缺数量正在增加，需要更多的时间来填补。 麦肯锡公司 2017年至2022年半导体职位发布的复合年增长率约为2010年至2017年复合年增长率的六倍。此外，2018 - 22年期间半导体职位发布的时间比2010 - 17年期间长了约一周。 在这种情况下，半导体公司必须想方设法寻找更多的新人才，为其不断扩大的美国业务配备员工。 2022年，技术人员招聘的活跃状态上升到28天-这是在COVID - 19大流行开始之前达到的峰值水平。6同时，减员率异常高，麦肯锡的分析表明，减员率可能会上升得更高。在2023年，有53％的电子和半导体员工表示他们至少有可能在未来三到六个月内离开他们目前的工作，从2021年为40%（图表3）。 建造和运营晶圆厂所需的专业人才和资源 在工厂工作的施工工艺工人、工程师和技术人员必须精通维持必要条件以遵守安全和质量保证标准。 展品第35 页电子和半导体员工越来越有可能离开目前的工作，这使得人才保留成为当务之急。 麦肯锡公司 以及更多。例如，每月产能为20, 000至45, 000个晶片的前沿工厂将雇用1, 100至1, 350名工程师和约950至1200名技术人员。 建设新的半导体制造工厂需要什么？作为起点，建设需要两到三年的时间，设备安装和升级需要一年或更长时间，一些前沿设施需要超过200亿美元。 而参与制造和运行的每个阶段都需要不同类型的人才不同的数字。Construction craft laborers are essential tothe building phase, while engineers and technicians arerequired to design and set up equipment and process linesduring the final 半导体行业的人才需求分为三个关键类别： 施工工艺 建筑工艺工人包括焊工，电工，木匠，泥瓦匠和其他熟练的商人。他们通常参加贸易学校，完成学徒或在工作中学习贸易。正如麦肯锡先前所写的那样，为公共基础设施指定5500亿美元的立法在这两个领域都产生了繁荣 建设阶段。一旦运营进行，工程师和技术人员需要在以下几个领域担任角色：制造，集成和产量，中央实验室，设施，质量保证，产品管理，工业工程， 整个商业和住宅建筑 -生产控制工程师管理和 国家。7在这种繁荣中，管道钳工，木匠和其他具有专业技能（例如工具校准）的商人的供不应求。其他不需要工人具备建造半导体晶圆厂所需技能的行业正在从同样有限的劳动力池中招聘。麦肯锡的分析表明，大约有100名工人致力于施工阶段。10亿美元用于晶圆厂建设。建筑工程专家组成这个员工总数的60%。 协调跨模块的活动。 —制造经理监督制造班组。 —工程经理监督非轮班制造团队。 在集成和产量方面还有几个工程角色： 工程师 —集成工程师跨模块开发、优化和稳定过程集成。—产量工程师提高产量并运行无污染制造(CFM)和测试。—集成和产量经理监督集成和产量团队。 工程师需要各种各样的角色 除了不同水平的经验外，工程师还拥有电气，化学，工业和计算机工程或某些材料科学等学科的四年制或高级学位。 工程师在制造业中的角色包括： 此外，工程师还需要在中央实验室测试和分析材料，确保生产和可靠性质量，并监督产品管理，包括引入主要新产品和监督产品从研发测试到生产的生命周期。他们还执行工业工程职责，例如容量规划和全面的生产线分析。 —过程工程师监督过程的稳定性和配方的开发和优化。 —设备工程师致力于工具功能和可靠性以及战略改进。 管道工，木匠和其他具有专业技能的商人的供不应求。 学位。8因此，《CHIPS法案》涵盖的劳动力发展工作绝大多数集中在技术人员上，支持社区大学职业和技术教育计划以及培训计划，例如学徒制。此外，这些计划的拨款可能会缓慢或低于《CHIPS法案》授权的金额。例如，美国经济发展局的技术中心计划虽然被授权在五年内获得100亿美元，但在2023财年启动了5亿美元。9最后，计划有可能为劳动力带来比预期更少的净新增人数。 技术人员 技术人员也需要各种各样的角色，每个角色都需要不同的经验，才能和教育。大多数技术人员都接受过工作培训或完成认证计划。维护技术人员通常在机械或工厂拥有广泛的背景 工作，许多人已经完成了社区学院或贸易学校课程。 半导体工厂技术人员的人才管道包括涉及洁净室制造的其他行业的熟练工人，如制药和生物技术、医疗- device manufacturing, chemical manufacturing, food andbeverage processing, and aquacy manufacturing. Suchworkers has a number of skills that make them wellsuitable to roles in fab 几种类型的劳动力发展计划已经为半导体行业的未来人才需求做好了准备。它们的影响时间表从几年到几十年不等。 设施和操作，如良好的制造工艺知识(包括可追溯性和可重复性）并熟悉严格的安全标准和协议（例如由ISO[国际标准化组织]制定的安全标准和协议）以及文档和质量控制。 社区学院认证 社区学院正在提供具有成本效益的，有针对性的培训和认证计划，这些计划使半导体技术人员的角色可供地理上更广泛，更多样化的潜在劳动力使用。例如，在2023年，佛罗里达州承诺了5, 000万美元半导体劳动力发展；这项投资支持了几所社区学院扩大其半导体技术员课程和开发新的工程技术副学士学位课程的努力。 同样，具有重型资本设备和机械加工背景的工人-包括军事维护人员，发电系统，塑料和橡胶机械以及汽车和发动机制造-可以在工厂设施中做得很好，维护和设备角色，这要归功于他们在维修，安装和维护机械方面表现出的机械能力；技术熟练程度；能力。 阅读设备蓝图；熟悉故障排除、诊断和纠正建筑系统和设备。 资源网络 私营企业，政府机构和学术合作伙伴之间的合作正在创建资源网络，以共享知识并帮助加强学生与潜在雇主的联系。例如，东北大学半导体网络是美光科技和几家高等教育机构之间的合作伙伴关系，旨在合作开发使用行业支持的技术内容的课程，并为学生提供进入教学实验室和洁净室的机会。 旨在满足人才需求的劳动力发展计划 据估计，在半导体行业创造的新工作中有60％（包括熟练的技术角色）不需要学士学位 公私伙伴关系 青年外展 公司资助，大学主导的计划，以培训未来的半导体工程师和技术人员可以利用反馈循环，使课程开发与行业需求保持一致。例如，俄亥俄州的英特尔半导体教育和研究计划已承诺超过1亿美元资助半导体教育和培训。10由俄亥俄州八所高等教育机构领导的计划旨在集体提供超过2, 300奖学金和教育9, 000名学生。11 行业参与者可以通过提高中学生对半导体职业机会的认识来帮助培养长期的人才基础。例如，作为三星奥斯汀半导体五星级劳动力发展计划的一部分，泰勒独立学区(德克萨斯州奥斯汀附近)获得了100万美元的资金，通过24名高中生的暑期实习来支持职业和技术教育工作。12该计划还针对两年制技术和贸易学校，四年制大学，基于社区的倡议以及军事和退伍军人伙伴关系。 尽管进行了发展努力，但仍存在劳动力差距 机构伙伴关系 同时，大学和当地社区学院之间的伙伴关系可以通过发展 根据麦肯锡对计划描述和公告的分析，到2029年，劳动力发展计划可能会雇用约7, 000名工程师和36, 000名技术人员。然而，即使这些计划与CHIPS法案的努力相结合，乐观的预测表明劳动力仍将存在相当大的短缺，尤其是工程人才库（图表4）。 在半导体行业中各个级别和每个角色的机会。一个这样的合作伙伴关系- Green2Gold，位于印第安纳州的普渡大学和常春藤技术社区学院之间的合作伙伴关系-提供了工程学的联合助理和学士学位。该计划是扩大该地区半导体人才渠道的更大努力的一部分。 乐观的预测表明，劳动力仍将出现相当大的短缺。 附件4 预计到2029年将填补约43, 000个工程和技术人员职位，但相当大的差距可能会持续存在。 麦肯锡公司 计划课程和技能雇主寻求鼓励计划完成并与招聘标准保持一致。 半导体行业显然有紧迫的人才问题需要解决，以充分实现历史性投资和大规模资本支出的目标。更广泛的 找到更多这样的内容 麦肯锡见解应用程序 协作计划将需要同时认真部署，以动员所有三个目标劳动力池中的必要人才。计划和伙伴关系可能需要其他营销计划来促进计划，环绕式社区服务支持学员，以及两者之间的紧密联系 即将发表的一篇文章将描述美国半导体建筑，工程和技术人员人才库中人才缺口的范围；这种缺口的影响；以及潜在的缓解策略，包括重新构想人才采购。 布伦丹·杰伊是麦肯锡华盛顿特区办公室的顾问；刘尼古拉斯是纽约办事处的顾问；Giulietta Poltronieri