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BrendanJay，NicholasLiao，GiuliettaPoltronieri，TaylorRoundtree，DianaTang，WadeToller和BillWiseman的共同努力，代表了麦肯锡半导体实践的观点。 五月2024 受创纪录的高投资推动从可能需要多个公共和私有 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。 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。 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 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 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 1GinaM.Raimondo，“美国商务部长GinaRaimondo的讲话：投资尖端技术：CHIPS法案实施的最新情况”，美国商务部，2024年2月26日。 2“半导体公司如何填补不断扩大的人才缺口”，麦肯锡，2024年2月2日。 3“概况介绍：CHIPS和科学法案将降低成本，创造就业机会，加强供应链，并对抗中国”，白宫，2022年8月9日；“CHIPS和科学法案：这就是其中的内容”，麦肯锡，2022年10月4日；罗伯特·卡萨诺瓦，“CHIPS法案已经引发 3000亿美元的私人投资用于美国半导体生产”，半导体行业协会，2022年12月14日。 4有关更多信息，请参阅“半导体公司如何填补不断扩大的人才缺口”，麦肯锡，2024年2月2日；和“半导体制造商如何将人才挑战转化为竞争优势”，麦肯锡，2022年9月7日。 5根据汇总的公共职位列表以及2023年第四季度职位发布数据库中有关各州劳动部门和部门的数据，Lightcast。 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。 宣布美国半导体投资，1$billion 投资<200亿美元 投资>200亿美元 M F I,J L Q,R DEG K A BCH NO,P 亚利桑那 爱达荷州 北卡罗莱纳州 P.2022年6月：一家工厂生 A.2022年12月：两家领先 F.2022年9月：一家领 K.2022年9月：扩大SiC功 产300毫米硅片$5 的铸造厂专注于3纳米（ 先的铸造厂 率器件设施 犹他州 nm） 构建存储器电路 $5 Q.2021年6月：购买生产 和5nm逻辑电路$40 $15 俄亥俄州 45-至 B.2021年3月：两家生产 印第安纳州 L.2022年1月：两家生产5 65纳米(nm)模拟产品$1 5纳米逻辑电路的前沿制 造工厂$20 C.2023年11月：先进的包装和测试设施$2 加利福尼亚州 D.2023年5月：新的芯片研发设施$4 科罗拉多 E.2023年2月：扩大碳化硅 （SiC）和硅产能$1 G.2022年7月：新的研发和制造设施$2 新墨西哥州 H.2021年5月：升级到先进的包装设施$4 NewYork I.2022年10月：两家生产存储芯片的制造工厂$202 J.2021年7月：扩大12至45纳米逻辑芯片生产$1 纳米以下逻辑电路的前沿制造工厂$202 俄勒冈州 M.2022年2月：晶圆制造设施扩建$1 Texas N.2021年11月：四家工厂生产45至130纳米模拟产品$30 O.2021年11月：一家生产7纳米以下逻辑芯片的前沿工厂$17 R.2023年2月：新制造工厂以及现有设施$11 注意：要达到3500亿美元，可以从这些投资的潜力中获得额外的1500亿美元。 1截至2023年6月，所包括的半导体版本是专注于高资本支出，尖端计算和数据存储的大多数;并非详尽无遗。 2预计20年内投资将达到1000亿美元。 资料来源：Gartner；半导体行业协会；麦肯锡对公司报告和新闻稿的分析 麦肯锡公司 展品第2 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。 美国半导体职位发布，1成千上万 美国半导体的平均活动状态工作岗位,2days Engineering技术人员X%复合 年增长率 24.7 +30% 12.6 +5% 8.68.5 7.9 6.5 6.5 4.5 5.1 4.8 5.1 5.1 4.5 工程技术人员 0 26 26 28 25 5 21 22 23 0 20 15 5 13 13 0 56 0 2010201220142016201820202022 328 26 2 2 1 1 201011121314151617181920212022 1Count包括所有美国半导体工程和技术员职位，包括全职和兼职职位。 2对于开放一天或更长时间的半导体职位。来源：Lightcast 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。 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）。 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。 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。 6Ibid. 展品第3 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。 可能员工将在未来3-6个月内离开目前的工作，1%的受访者 现有员工计划离职的原因，2%的受访者 有点可能很可能 161015 离开的理由 30 28 27 24 22 22 22 19 19 缺乏职业发展and34 晋升 几乎可以肯定12 53% 根本不可能 47 的员工表示，他们至少有可能在未来3-6个月内离开目前的工作(2023年) 缺乏工作场所灵活性33 不可靠和不支持的人在工作中 不充分总补偿 缺乏对员工健康和福祉的支持缺乏意义工作 漠不关心和不鼓舞人心领导者不可持续的工作期望 资源不足可访问性 vs 40% 的员工在 2021 46% 汽车和 2023年组装 不安全的工作环境22 非包容性和不受欢迎的社区地理联系和旅行需求 1n=667。 2代表选择以下因素作为他们离开前一份工作的三大原因的人数（n=746）。来源：麦肯锡大磨耗，大吸引力调查，2023年3月 麦肯锡公司 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。Constructioncraftlaborersareessentialtothebuildingphase,whileengineersandtechniciansarerequiredtodesignandsetupequipmentandprocesslinesduringthefinal 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， 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。 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 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%。 工程师 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： —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 。 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： —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。 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。 7“建造美国半导体晶圆厂的战略：寻找熟练劳动力”，麦肯锡，2023年2月7日。 管道工，木匠和其他具有专业技能的商人的供不应求。 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- devicemanufacturin