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随着英特尔、三星、台积电和其他公司在美国推进新的计算机芯片开发和制造工厂的计划，这些努力遇到了新的阻力：没有足够的人具备运营这些设施所需的技能。

“人才竞争非常激烈，”英特尔人力资源、人才规划和招聘副总裁 Cindi Harper 说，“这也是候选人的市场，这意味着对人才的需求大于目前的供应。”

“半导体和制造它们的人员短缺，”iDEAL Semiconductor 联合创始人兼首席执行官 Mark Granahan 说，该公司是宾夕法尼亚州阿伦敦的一家拥有 5 年历史的无晶圆芯片初创公司。 “这并不是缺少特定类型的人或功能。这是全面的。”

技能差距正在加剧芯片供应短缺，这种短缺早于 COVID-19 大流行造成的中断——但大流行使情况变得更糟。 Gartner Research 副总裁分析师 Alan Priestley 表示，较老的半导体制造厂已经在最大产能下运行。 “新冠病毒加剧了这个问题，因为对该行业的所有需求预测都被抛在了空中，”他在早些时候的一次采访中说。

苹果、微软、Alphabet、亚马逊和其他公司一直在游说美国政府增加国内芯片生产，理由是海外问题阻碍了硬件生产。事实上，美国商务部 1 月份的一份报告称，芯片短缺非常严重，以至于 2021 年前的某个时候，全球只有五天的供应量——没有迹象表明这种情况会很快改善。

根据美国商务部长吉娜·雷蒙多的说法，这让汽车制造商和其他芯片用户“没有犯错的余地”。确实，我们作为一个国家的处境令人担忧，我们迫切需要采取行动增加国内产能，”她在介绍其机构的调查结果时说。

但新工厂需要熟练的工人。 格拉纳汉希望 IDEAL 能够在今年秋天开始运营，他说他花了一年的时间在世界各地寻找一位博士级工程师。 又花了九个月的时间才拿到签证，把工人从欧洲带到美国。

他说：“如果这个国家有一个积极的立法议程，将更多有才华的 STEM 人才带入这个国家，那么这个国家总体上可以为自己带来很多好处。”“我们可能不是独一无二的。我确信英特尔、苹果、微软和高通都面临着同样的问题。”

STEM 教育计划的关键

美国劳工统计局报告称，从 2020 年到 2030 年，STEM（科学、技术、工程和数学）职位空缺有望增长 11%。但中国学生每年获得的高级 STEM 学位数量已经超过美国.总部位于华盛顿的研究和 STEM 教育倡导组织进步研究所表示，鉴于此，美国将需要通过改革扩大高技能移民来补充国内劳动力教育。

进步研究所（Institute for Progress）的高级移民研究员杰里米·诺伊费尔德（Jeremy Neufeld）表示，由于自满情绪，美国已经让其移民系统在不断增加的积压、“无休止的等待时间”和不可预测性的重压下崩溃。

“我们已经 30 年没有更新移民签证的上限了，这越来越多地导致全球人才将目光投向国外，同时削弱了初创公司和其他尖端公司利用世界各地最优秀和最聪明的人才的能力。推动技术前沿，”纽菲尔德通过电子邮件说。

他说，美国立法者应该努力确保处于研究前沿的行业能够可靠且可预测地获得人才，这都是美国领先于中国的一部分。在许多其他措施中，美国众议院版本的两党创新法案 (BIA) 包括取消 STEM 硕士学位和博士学位持有者在关键安全行业工作的上限的关键条款。但目前尚不清楚该条款能否在国会与参议院的谈判中继续存在。

另一个有希望的选择是免除拥有高级 STEM 学位的国际毕业生的硬上限，“这会破坏我们招聘人才的能力，”纽菲尔德说。

“在美国半导体制造业，75% 的 STEM 博士出生在国外，我们已经看到工程人才短缺导致新工厂的启动和运行延迟，如果国会花费数十亿美元补贴而不解决问题，情况只会变得更糟人才瓶颈，”纽菲尔德说。

虽然技术训练营和加速计算机科学学位课程正在全球范围内扩展以满足市场需求，但制造厂的许多职位都需要经验丰富的工人。

“当然，如果有足够多的年轻人或应届毕业生，雇佣他们是一条道路，”格拉纳汉说。 “我是一家初创公司。我必须填补公司的每一个职能，无论是销售和营销、应用程序和系统，还是工程。所有这些事情都需要一些技术背景才能完成。我们需要更多的两年制学位、硕士学位和博士学位。专注于一个领域并不是一件坏事，但我们需要广泛的事物。”

美国芯片市场份额下降

根据美国国会研究服务处 (CRS) 的数据，几十年来，美国在全球半导体制造能力中的份额一直在稳步下降。 1990 美国半导体生产约占市场的 40%；到 2020 年，这一比例下降到 12% 左右。

虽然美国在全球芯片产量方面并不排在最后——欧盟约占产量的 7% 至 8%，其他几个国家甚至更低——但美国的下降趋势并未减弱。

“我认为一个实际的情况是，随着亚洲国家的持续增长，首先至少保持目前的百分比，然后第二阶段是美国和欧盟战略性地确定投资领域并增加份额，同时减少对亚洲的依赖，”研究公司 Gartner 的副总裁分析师 Gaurav Gupta 说。

“这将需要数年甚至数十年的时间，”古普塔说，“美国能否重回 35% 以上的份额？我不这么认为。我们需要更现实的期望。”

Gupta 指出，一个问题是，近几十年来，当芯片制造转移到亚洲时，公司也开发了一个非常高效和成熟的相应生态系统。

鉴于芯片制造的高成本和复杂性，许多美国半导体公司转而采用“无晶圆厂”模式，在这种模式下，芯片在本土设计，但在国外制造——主要在东亚制造。 根据战略与国际研究中心 (CSIS) 根据数据，该地区现在拥有全球近 80% 的芯片制造。

CSIS 研究助理 Gregory Arcuri 在 1 月份的博客中写道：“包括谷歌、苹果和亚马逊在内的一些美国最大的科技公司，仅依靠台湾台积电就实现了近 90% 的芯片生产。”

据台积电发言人称，台积电在“美国最先进的芯片制造工厂”亚利桑那州的 5nm 晶圆厂建设进展顺利，并有望在 2024 年开始投产。

提高技能和再培训工人会有所帮助

虽然目前的半导体工厂设施高度自动化，但它们仍然需要大量工人来建造，并且一旦它们启动并运行，工程师和工程技术人员就可以运行它们。

根据技术人才管理软件供应商八倍的报告，如果采用正确的方法，美国可以实现芯片制造的大幅回流。去年，Eightfold 研究发现，通过提高工人技能和重新培训工人，并专注于相关技能，美国的芯片制造可以向前发展。

“通过考虑相邻的技能，我们可以提升和重新培训有可能从下降角色转变为上升角色的个人。这可以显着增加潜在的半导体人才库，”报告称。

该报告还建议政府改变政策，例如税收抵免和其他投资，这将有助于重新支持半导体行业，其中大部分都包含在 CHIPS for America 法案中。

“......我们需要的是政府在政策和激励措施方面的持续支持，以鼓励学生关注半导体行业并帮助公司招聘人才，”古普塔说。“台湾和中国等国家近年来有更好的政策。”

政府努力停滞不前

政府资助以帮助吸引人才进入该行业并没有取得太大进展——尽管参议院和众议院都通过了 CHIPS for America 法案的版本。它旨在提供税收抵免和其他投资，以帮助重新支撑半导体行业。 Arcuri 表示，尽管得到了两党的支持，但成员们尚未就该法案的资助达成共识。

另一项立法——《美国创新与竞争法》（USICA）——在美国参议院获得通过。它将为晶圆厂的建设、扩建或现代化提供 390 亿美元的财政援助，但在众议院停滞不前。

哈珀说，英特尔一直在努力推动通过 CHIPS for America 法案的资金紧迫性。

“芯片法案旨在增加对美国的投资，创造数以万计的就业机会，”她通过电子邮件说。“需要公共部门的这种伙伴关系来为美国芯片制造商提供公平的竞争环境，这样我们就可以与外国竞争对手竞争在亚洲，他们拥有 30% 到 40% 的成本优势，主要是由他们自己的大量政府补贴推动的。”

芯片制造商正在投资新建美国工厂

英特尔已斥资约 200 亿美元在俄亥俄州建造两家新的芯片工厂，旨在提高产量以满足对半导体激增的需求。它只是计划在未来三到五年内在美国建立或扩大其半导体制造业务的众多供应商之一，包括三星、德州仪器和 GlobalFoundries。

“不管短缺情况如何，英特尔和其他供应商都需要新的制造厂来支持下一代工艺节点。随着美国继续表现出投资半导体制造的意愿，它正在成为这种扩张的一个有吸引力的市场，”Gartner 的 Priestley 在 1 月份的一篇博客文章中写道。

不仅仅是大型芯片制造商。较小的制造商也在花钱。去年，Wolfspeed（前身为 Cree Inc.）在纽约开设了一家 200 毫米碳化硅工厂，半导体制造商 GlobalFoundries 宣布计划斥资 10 亿美元在纽约建造第二家工厂以提高芯片产量。

同时，英特尔也在努力解决STEM教育的问题；它正在与大学和社区学院合作，并计划在未来十年内花费约 1 亿美元用于新的 STEM 项目。除了这项投资外，美国国家科学基金会基金还将额外花费 5000 万美元用于国家机会。

“这意味着总共将有 1.5 亿美元用于半导体制造教育和研究，”哈珀说。 “我们还致力于帮助培养从早期教育到中等教育的 STEM 人才——这是应对劳动力挑战的最佳长期战略。”

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