2024半导体制造：全球思维本土布局半导体回岸生产的领先实践

目录 01执行摘要 02半导体制造业格局的演变 03加快成功的晶圆厂建设和运营的步骤 04Conclusion 05参考文献 执行摘要 许多高科技公司正在竞相建设或增强国内半导体制造工厂（"fabs"）。随着疫情引发的芯片短缺问题仍令人关注，并且预计未来几年需求会大幅反弹，它们希望做好准备。 但半导体业务复杂多变，从解决人才短缺到应对长期战略规划过程中的细微差别，这些挑战构成了相当大的障碍。通过采取四步措施，他们可以提高克服这些障碍的机会，并确保行业面对未来的变化做好准备。本报告详细探讨了这些步骤，分享了高管见解和案例研究，揭示了挑战与领先实践。 半导体制造业格局的演变 目前对新的或扩建的半导体晶圆厂的投资代表了对该行业未来的巨大押注。 尽管如此，高管们敏锐地意识到，在通往成功的道路上他们面临巨大的挑战。他们深知自己肩负着一项议程，对于大多数人来说，这意味着要走出战略舒适区。而且他们知道，短时间内要达成的目标，行业在过去几十年自然发展到了当前状态。这并不是自然增长。 考虑：在美国有超过60个（截至出版时）宣布的新建或扩建设施，其中11个是新建或扩大的晶圆厂。1每个设施代表高达100亿美元的资本支出和政府支持，目标是在接下来的三年内上线运营。2为了提供背景信息，美国520亿美元的承诺仅占全球新晶圆厂政府资金近5000亿美元的一小部分。3商业和政府领导者共同追求一个目标：通过将生产活动本土化和与友好的国家合作，消除全球大部分半导体芯片生产集中在少数地点所关联的风险。根据Accenture最近对行业领导者的访谈，公司对其前景持高度乐观态度（参见研究报告详情），并预计将在2024年准备好应对预期的芯片需求反弹。（ 见图 1) 。 高管们担忧稳定供应链和运营，应对意外挑战以及提升国家安全。他们担心制定强大的资本分配策略——平衡短期和长期需求的问题。在持续的人才短缺中发现并培养人才也让他们感到忧虑。同时，他们还担心追踪并满足不断变化的政府资金要求。 我对美国存在一些担忧，特别是在建设新工厂时，涉及到环境以及某些其他限制，这些在亚洲的一些地方并不存在。这种成本劣势是难以克服的。 Amkor 技术执行官 图 1: 考虑到不确定的经济状况，预计2023年的收入将下滑。然而，在发布时，预计2024年收入将增长18.5%。4 历史上，半导体收入与市场驱动事件紧密相关，如互联网泡沫、大衰退和COVID-19疫情。具体而言，我们的行业收入分析显示，在这类事件发生后会出现收入下滑，随后出现反弹。 “各国政府和各地区试图从全球 版权所有 © 2023 埃森哲。保留所有权利。从视角来看，有大量的公共资金推动对制造厂和晶圆厂的投资。如果合计起来，半导体行业可能将迎来有史以来最高的投资。 行业主管 导航当前景观的四个步骤。 我们通过采访高管、了解客户体验、运用行业专业知识以及持续性的定量研究，埃森哲识别出了四步行动，这些步骤可以帮助企业在加速建设并运营本土工厂的努力中提高成功几率。 这些担忧是有道理的。在2023年7月，台积电宣布其在2021年开始建设的凤凰工厂的4纳米芯片生产启动将延迟。该晶圆厂原定于2024年上线，但由于缺乏具备正确安装设备所需专业知识的熟练工人，现已调整计划于2025年开放。 导航当前景观的 4 个步骤 ： 1.建立参与公私伙伴关系 (PPP) 的内部能力2.重新思考人才战略3.对安全和新兴技术采取积极的态度4.重新评估 ROI 预期。 截至撰写本文时，台积电迅速应对了这一挑战，计划从台湾调派超过500名员工前来培训当地员工。5 好消息是 ， 领导实践的轮廓正在出现。基于来自 本报告的其余部分依次侧重于每个步骤。 加快成功的晶圆厂建设和运营的步骤 如上所述 ， 在全球范围内 ， 各国政府正在成为陆上芯片的多产和参与投资者 我们近期的研究发现，全球高技术行业的45%的执行官表示，政府项目的激励措施是他们回迁/重新定位计划的考虑因素之一，尽管这不是决定性因素。6尽管如此，高科技公司在未来三年内优先在美国和加拿大投资的比例为34%，其次投资于同一地区的比例为28%。我们还发现，在此期间，35%的企业优先考虑在印度进行投资，而30%的企业则优先考虑在西欧进行投资。7 制造。正如一位行业高管所说 ：政府加大投资符合其利益，因为从商业层面到国防层面所进行的大量活动都高度依赖于国家的半导体能力。 公司领导所面临的挑战是如何确保获得部分政府资金。归根结底，这是一场竞赛——尽管这场竞赛有规则限制——目的是获取资金。一位Analog Devices的产品营销总监指出：在制造业领域投资颇具挑战性。但鉴于政府承担了大量开支，这仿佛是在桌上放着的钱。如果你现在不拿，就永远没有机会拿走。你将失去这个机会。其他竞争对手会先于你获取这些利益。 除了联邦政府外，各州对各自地区的环境影响、创造工作岗位的性质、所需教育类型以及与之相关的（最好是整合的）社区改善和进步机会极为关注。他们根据诸如环保标准、投资和就业机会等因素量身定制自己的需求。 因此 ， 一位行业专家告诉我们 ，政府扮演着最重要的角色推动发展，因为他们最致力于为其地区确保这一能力。 他们还需要能够运用所获得的资金。我们的所有受访者都注意到了联邦政府在晶圆厂发展中的角色。 如何建立参与 PPP 的内部能力 积极主动地与地方和联邦政府官员接触， 专注于确保公司对法规和要求的理解保持最新。引领安排这些会议并设定议程。 提前准备流程和政策 ， 以追求和管理赠款过程。核心理念在于构建一个促进效率的框架。若企业需组建团队并对其进行必要的规则培训以制定项目提案，则会处于不利地位。一旦规则后续变动且团队缺乏稳固基础，其适应能力将受限。相反，如果团队成员对其需求有充分理解且具备必要经验，他们将能更有效地进行调整。 对 PPP 的主要实践进行持续的研究和分析。 建立对全面性和社会基础设施（例如，托儿服务、就业机会、教育途径）的理解，这些基础设施旨在确保组织配备充足且具备当下所需专业知识的人才，能够应对迅速变化的截止日期和处理请求。 培育新的合作伙伴关系 ， 建立跨行业联盟。利用现有的基础设施和持续的研发努力（例如NASA、NIST），并致力于与跨行业的联盟合作，以促进协作和激发创新。 为利益相关者和受益人阐明和社交明确的角色。 通过强调每个合作伙伴在开发新晶圆厂和加深与利益相关者合作中独特的作用，提升生态系统合作关系。例如，通过新的信息传递和互动方式，公司可以帮助其政府合作伙伴（州和地方）从单纯的融资提供者转变为产业的守护者。公司可以利用这些项目突出其在国家安全方面的作用。整个生态系统可以从一开始就明确目标和使命，共同努力前进。 行业示例 得克萨斯电子研究所（TIE）是由德克萨斯大学奥斯汀分校发起的支持公私合作项目。这一伙伴关系汇集了公共实体、半导体公司、国防电子产品公司、国家实验室和学术机构，以加强美国在先进封装领域的领导地位。其主要任务之一是引领行业利益相关者重新思考人才战略和STEM教育。此外，TIE 正与合作伙伴合作制定并实施半导体人才培养策略。最近，德克萨斯大学奥斯汀分校从德克萨斯州政府获得了4.4亿美元的资金，用于建设晶圆厂。8 加快成功的晶圆厂建设和运营的步骤 2019 年 ， 在美国 ， 不到三分之一 (28%) 受过 STEM 教育的工人从事 STEM 工作。9 具体而言，招聘经理需要大胆思考，创造一个引人入胜的价值主张，并采取紧迫行动——不仅动员公司内部，还从外部邀请领导者——以确保实现这一目标。 增加STEM领域就业人员的数量可以被注入到半导体行业中，从而实现有意义的增长。然而，这一行业，像许多其他行业一样，面临着显著的人才短缺问题。 部分原因在于重新推广行业以提升对本土增长的认识。公司必须加强努力，突出半导体职业路径在其他工程领域的应用。他们需要更全面地思考“合适”的人才画像，并考虑如何及在哪里吸引和培养人才。历史上，“合适”的人才画像主要寻找STEM领域的专业人士。如今，随着高中毕业生、学徒和非STEM背景的毕业生通过适当的培训填补了空缺，行业对此更加开放接纳。简而言之，这意味着每个公司都需要重新制定其人才战略。 我们的访谈显示，企业认为它们的组织能够在这个人才库中找到并吸引所需的人才——那些准备并且愿意承担与芯片制造相关的专门任务的人。然而，要让这一切发生，行业层面的介入是必不可少的。 如何重新思考人才战略 加大努力 ， 吸引、包括、发展和留住多样化的劳动力。 确定并提供构建步骤 在城乡地区发展正式的交流项目。招聘流程需不断提高可访问性和包容性，以超越传统人才来源，提升行业知名度，并吸引来自不同背景、地点、种族和性别的人才，尤其是非电气工程领域的专业人士。推动领导层的多样性和代表性对于这一努力至关重要。他们应利用联邦资金并激活公私伙伴关系（PPP）来扩展到劳动力市场，支持招聘、保留和识别各种人才的努力，因为政府机构正重新聚焦于这一工作。2 新技能或成长技能。允许现有员工发展需求技能并使其能够在不同职能间调动。仅34%的工作者非常确信他们的技能在未来3-5年内将有价值和用处，因此领导者应帮助员工理解其中的重要性，并说服他们付出的努力是值得的。10工程人才与相关技术之间存在高度的可转移性，这有望发现被忽视的人才库并填补技能缺口。 拥抱新兴技术 包括 AI 。在可能的情况下自动化任务，并专注于填补更多战略性和时间不敏感的角色。我们最近对高科技高管的调查发现，56%的受访者计划投资基于人工智能和机器学习的制造业数字化技术。11该策略不仅仅涉及自动化以创造运营效率，它还专注于吸引合适的才俊来利用新兴技术，尽可能高效地运行工厂。 如今，许多人不仅在关注技术挑战，他们还在寻找目标，希望在一种对他们有意义的工作环境中工作......你正在与允许远程工作的软件公司竞争，但你需要控制测试人员和操作不同类型机器的人。你需要提供长期激励计划并定义角色以适应未来的发展。 行业示例 英特尔在俄亥俄州创建“硅谷”的雄心不仅包括其计划中的尖端晶圆厂。该公司承诺投入5000万美元，支持80所高等教育机构培训未来的劳动力，并提供实习、指导和研究机会。它还把自己定位为主要推动者、合作伙伴和资源，与高等教育系统合作，优化其产品以生产所需的州内劳动力。例如，英特尔要求大学为社区学院的学生提供洁净室的实际操作经验，以便他们获得支持行业增长所需的技术技能。13该公司还向俄亥俄州立大学颁发了拨款，以领导一个多所大学的合作努力，旨在培养专注于STEM的劳动力，为俄亥俄州的先进制造业部门注入活力。14 行业示例 全球晶圆厂提供“返岗计划”以帮助有经验的女性和退伍军人重返职场，并设有制造技术员学徒制项目以构建人才管道。15该公司是STEM重返工作小组的一部分，这是一个旨在支持寻求恢复职业生涯的技术或工程专业女性的联盟。16另一个目标是支持并提升各领域技术女性的数量。Accenture 已与全球半导体联盟合作，深入探讨这一主题并提出解决方案。17 加快成功的晶圆厂建设和运营的步骤 诸如安全——特别是与新兴技术及供应链保护相关的数据安全——是我们听到的持续主题，这有其充分的理由。正如一位行业高管告诉我们的 ：从1到10的评分 技术以指数级的方式改进运营，直至实现根本性转变。然而，随着新兴技术的出现，安全攻击的潜在影响范围也相应增加。 中，安全的重要性为10，可能甚至是11！这涉及到确保知识产权、设施保护制造流程以及软件的安全性，以防范可能使晶圆厂完全停摆的威胁。随着生态系统的发展以及推动半导体解决方案进入市场的参与者的数量增加，这一安全元素变得越来越重要。每一连接、新客户、供应商和数据来源都成为了一个新的安全向量。尽管对于设施而言，安全性极为关键，但新兴技术（元宇宙、人工智能、生成式人工智能等）可以提高高科技制造操作的效率，并使员工的生活更加轻松。 正如一位行业高管所说 ，人工智能是其中之一种加速器，如果你