重新构想劳动力以缩小不断扩大的美国半导体人才缺口

半导体实践 重新构想劳动力以缩小不断扩大的美国半导体人才缺口 到2030年，美国半导体行业有望呈指数级增长。但是，一个已经面临减员的行业如何才能使其业务不断增长呢？其劳动力方式发生了范式转变。 本文是BillWiseman与BrendanJay，NicholasLiao，TaylorRoundtree和WadeToller的合作努力，代表了麦肯锡半导体实践的观点。 2024年8月 正如麦肯锡之前写的那样，到2032年，迅速扩大美国半导体产业的公共和私人投资总额将超过2500亿美元 。1根据麦肯锡的分析，这项投资带来了超过160,000个工程和技术人员支持方面的新职位空缺，以及相关建筑工艺职位的额外空缺。而 许多旨在建设这些关键人才管道的举措正在计划或正在进行中，预期的人才缺口是相当大的，许多可能会持续下去，尽管程度较小。 弥合预期的巨大人才差距将需要美国半导体行业直接面对这个问题，并在培养、采购和留住人才的方法上接受翻天覆地的变化。 当前的半导体劳动力和预测的需求 美国国内半导体制造业劳动力急剧下降，下降 从2000年的最高就业水平提高了43％。2同时（如本文稍后详述），半导体行业的劳动力流失率是可观的 。 复杂的事情，美国半导体公司面临挑战 组织健康状况，50%的公司在关键组织健康状况指标上得分低于中位数基准(与 67％的全球公司），包括人才发展，工作环境和外部想法的捕获。3尽管美国公司的健康指标得分高于全球半导体行业，但远非理想。4 CHIPS和科学法案投资5而且-在较小的程度上-2018 年开始的国内生产略有增长 到2023年，劳动力占5％（18,000名工人）。但是宣布的半导体投资将推动需求远远超过目前可用的人才供应（图表1）。 每年约有1500名工程师加入半导体行业，仅占进入工程职位的52％的工程毕业生的3％。6将这些数字与88,000进行对比-到2029年对半导体工程师的预测需求-差距的潜在范围变得显而易见。 半导体技术人员的人才统计数据类似：每年只有大约1000名新技术人员加入该领域，到2029年，这些工人的需求增长预计将达到75,000（参见侧栏“方法论” ）。 1“新人才的新策略：缩小美国半导体劳动力缺口”，麦肯锡，2024年5月10日。 2“制造业就业：美国的半导体和其他电子元件制造业（NAICS3344）”，圣路易斯联邦储备银行，2024年4月26日更新。 3麦肯锡组织健康指数数据，2023年。 4Ibid. 5“芯片和科学法案：这就是其中的内容”，麦肯锡，2022年10月4日。 6JenniferCheesemanDay和AnthonyMartinez，“STEM专业的收入超过其他STEM工人”，美国人口普查局，2021年6月2日；麦肯锡对美国劳工统计局历史就业数据的分析。 半导体投资将推动需求远远超过目前可用的人才供应。 附件1 目前的劳动力开发工作似乎不太可能满足超过16万名美国半导体工人的需求。 总预测半导体劳动力短缺，2024-29年，数以千计的全职等价物（FTE） 非CHIPS计划支持芯片 工程师技术人员 预计总劳动力缺口 ~59,000至~77,000 29 9 9 11 123 88 75 预计总劳动力缺口 0到~69,000 82 33 7 需求2024 -292 Supply 2024-293 需求2024 -292 Supply2024-293 注意：由于四舍五入，数字可能不会求和。 1根据CHIPS计划办公室估计的100,000名新技术人员（在2024年至2031年之间，每年平均分配12,500名新技术人员），并将半导体相关领域的毕业生人数增加三倍（假设工程毕业生的人数从2023年的水平增加了三倍，其中52％的工程师毕业生进入工程师职位，3％进入半导体工作）。 2预计的劳动力需求是根据历史人数（各种角色类型，公司和工厂建设阶段），内部麦肯锡基准，专家观点和公开发布的就业计划来确定的。根据这些基准和比率，宣布美国晶 圆厂的新晶片总容量（从2020年到2029年估计为290万个晶片）在2020年到2029年之间大约需要107,000个FTE。 3假设工程和技术人员毕业生的年增长率稳定（2％），工程毕业生进入工程职位的比例一致（52％），其中从事半导体工作的毕业生比例（3％）在此期间也保持一致（使用美国人口普查局和美国劳工统计局的数据）。 资料来源：2023年SEMIWorldFab预测数据库；CHIPS计划办公室；美国劳工统计局就业数据；美国人口普查局 麦肯锡公司 Methodology 方法论用于计算构建所需的潜在新劳动力 员工宣布美国半导体设施（劳动力需求）和可能的工人供应，以满足需求（劳动力供应）使用麦肯锡基准数据以及从公开来源收集的数据 ，并由行业专家（展览）告知。 预计的劳动力需求是根据历史人数确定的(跨越各种角色类型、公司和半导体制造阶段 工厂[工厂]建设），麦肯锡内部基准，专家观点以及公开发布的就业计划。 宣布的美国晶圆厂的新年度晶圆总产能(估计为 从2020年到2029年的290万片晶圆)根据这些基准进行了杠杆化 和比率在2020年至2029年之间大约需要107,000个全职等价物(FTE)。 一旦考虑到现有劳动力和新创建劳动力的减员， 2020年和2029年增加到大约190,000个FTE 。将重点缩小到2024年至2029年，总需求约为164,000个FTE。 通过确定完成工程和技术员教学计划的学生总数来计算潜在的劳动力供应 以及总数中有多少百分比可能会追求领域和发展 与半导体行业中的角色兼容的能力。 方法（续） Exhibit 用于对新的美国半导体劳动力供需进行建模的方法包括一组特定的明智假设和计算。 CalculationsAssumptions Input 关键假设 输出 劳动力 需求 劳动力 供给 2024年之间平均分配了 100,000名新的技术人员毕业生 和2031 来自CHIPS 的新人才 到2028年，从2023年基准开始，工程专业毕业生人数增加三倍 预计到2029年进入半导体行业的角色数量 预计2029年毕业工程师和技术人员人数 按程序划分的历史完成情况 %毕业生进入半导体领域 工程师和技师毕业增长率 要回填的新晶圆厂角色数 公开宣布的新晶圆厂的预计新员工人数 年度晶圆厂减员 估计的FTE与容量比率 按角色划分的预计FTE人数 按角色划分的历史人数：按角色划分的FTE，按公司划分 历史人数：按公司和晶圆尺寸划分的FTE SEMIWorldFab预测 %毕业生留在研究领域 半导体劳动力供应 半导体劳动力需求 要回填的现有角色数 按原型划分的角色与人数之比 1全职等效。 资料来源：麦肯锡对CHIPS计划办公室的分析，Lightcast，麦肯锡基准，OECD数据，SEMIWorldFab预测和美国劳工统计局数据 麦肯锡公司 重新构想劳动力以关闭不断扩大的美国半导体人才间隙4 公共和私人半导体劳动力发展计划 根据到2023年宣布的项目，目前有18个州将建立新的大型半导体制造业务或扩大现有业务。7在这些州中的许多州，都有在地方，州和联邦各级管理的公共计划;工会和贸易协会计划;和计划 由半导体公司赞助，这些公司旨在扩大半导体工程和技术人员的可用人才库。其中一些描述如下。 工程师 —可扩展的非对称生命周期参与(SCALE)。SCALE是一项微电子劳动力发展计划，由普渡大学领导的公共 ，私人和学术组织之间的合作开展。SCALE于2020年启动，美国国防部提供了4500万美元，82023年的进一步资助将该计划扩展到22所大学和48个行业和政府合作伙伴。9 —大学未来的劳动力促进和半导体研究与开发伙伴关系 （UPWARDS）。美光科技与11所大学（美国6所，日本5所）的合作价值6000万美元，旨在每年为5,000名学生提供洁净室的体验式学习和与记忆相关的研究，特别强调支持性别平等。10 —密歇根经济发展公司（MEDC）投资。MEDC投资360万美元用于促进半导体培训和教育，分为底特律都会区的四个高等教育机构：奥克兰大学，密歇根大学，华盛顿社区学院和韦恩州立大学。1另外，MEDC提供 密歇根州上半岛的密歇根理工大学以838,000美元的价格通过微凭证产品扩展其半导体培训和教育。12 技术人员 —亚利桑那州马里科帕县社区学院区，培训计划。这些与英特尔和台湾半导体制造公司的合作伙伴关系可以提供培训，以增加报告 在两家公司都进行了大型半导体制造工厂（fab）投资的州，为当地劳动力提供了4,000至6,000名训练有素的技术人员。13 —快速启动半导体技术员培训计划。来自俄勒冈州和华盛顿县的资金与英特尔合作支持波特兰社区学院计划。为期十天的有偿培训课程为参与者准备半导体技术人员的角色。1另外，山。胡德社区学院获得了高等教育协调委员会的俄勒冈州未来准备工作的资助，将半导体行业培训组件添加到其移动培训项目中。15 7麦肯锡分析半导体行业协会数据和各种公司报告 8“关于规模”，普渡大学，2024年5月更新。 9Ibid. 10“美光启动美日大学合作伙伴关系，以促进未来的劳动力发展和半导体研发（UPWARDS）”，美光技术，2023年5月20日。 11“MEDC，韦恩州立大学，U-M，奥克兰大学和Washtenaw社区学院宣布在底特律都会区进行半导体教育和培训计划的重大新扩展，”MEDC，2023年 10月24日。 12“密歇根州宣布提供838,000美元的赠款，以帮助密歇根理工大学成为半导体教育，培训计划的国家领导者，”MEDC，2023年11月27日。 13“社区学院与半导体行业合作，”亚利桑那国会时报，2023年7月14日。 14“快速入门半导体技术人员培训”，波特兰社区学院，2024年7月19日访问。 15“高等教育协调委员会向胡德山社区学院授予100万美元的创新拨款，”胡德社区学院，2023年10月18日。 —半导体职业和学徒网络（SCAN）。密歇根州提供了 据报道，向SEMI基金会提供150万美元的国家资金，用于为求职者提供支持和发展，并与公司协调，通过注册的学徒计划吸引和培养半导体人才。16 —全球创始人学徒。与哈德逊谷社区学院（HVCC）和纽约州立大学（SUNY）合作，GlobalFoundries在其位于纽约马耳他的制造基地提供全职，带薪，大约18个月的学徒。学徒接受在职培训，并在纽约州立大学的学徒补助金资助下在HVCC学习课程。17 虽然有许多私人和公共资助的劳动力发展计划计划或到位 ，以帮助解决不断增长的人才缺口，但他们不太可能建立足够的人才管道来满足所有三个主要人才库的需求，从而实现美国半导体行业的巨大发展。 半导体人才供需预测预测巨大的劳动力缺口 事实上，鉴于目前的增长率和预测的需求，潜在的人才缺口 到2029年，半导体行业的工程师和技术人员劳动力池总计约59,000至146,000名工人。较低的 预测范围的结束(59,030)表示CHIPS计划办公室估计的情景 因为它支持的程序已经完全实现，1whilethehighernumberreflectswhatthesituationmaybeiftheprogramsorfundinglevelsfallsshortofestimates(Exhibit2). 需求增长轨迹最早在2025年变得陡峭，当时预测的年度 工程师的需求增长从9,000跃升至17,000，预计技术人 员的需求增长从7,000翻倍至14,000。1预计所有工人的 年需求增长将在2027年达到峰值，达到20,000名工 程师和17,000名技术人员。 根据麦肯锡的分析，对人才的需求可能很容易远远超过可用的劳动力-即使旨在弥合供应缺口的众多计划实现了其既定目标。一个值得注意的例外是对技术人员的需求 ：如果CHIPS Actprogrammingfaches