近日美国半导体行业协会SIA与牛津经济研究院共同发布了名为《评估和解决美国半导体行业面临的劳动力市场差距》的报告，报告指出了美国当前半导体行业的人才问题及相应的解决建议。以下是报告的全部内容。
摘要
【资料图】
半导体是美国实力的核心，是支持推动经济增长和国家安全的关键技术。预计到 2030 年及以后，半导体需求将大幅增，半导体公司正在加大生产和创新力度，以跟上这一趋势。
幸运的是，很大程度上得益于具有里程碑意义的2022 年《芯片和科学法案》的颁布，预计新芯片制造能力和研发的很大一部分将发生在美国，但随着美国半导体生态系统在未来几年的扩张，它对具备高度创新的半导体行业所需技能、培训和教育经历的半导体工作人员的需求也将随之扩大。
我们预计，到 2030 年，半导体行业将增加近 115,000 个工作岗位的劳动力需求，从目前的约 345,000 个工作岗位增加到本十年末的约 460,000 个工作岗位，增长 33%。在这些新增岗位中，估计大约有 67,000 个，即预计新工作岗位的 58%（以及预计新技术工作岗位的 80%），按照目前的学位完成率，面临着空缺的风险。空缺职位中，39%是技术人员，其中大多数要求拥有证书或两年制学位；35%将是要求拥有四年制学位的工程师或计算机科学家；26%为要求硕士或博士级别的工程师。
图 1：半导体劳动力历史记录和 2023‑2030 年预计差距
半导体行业在缩小劳动力市场差距方面面临的挑战也是整个美国经济面临的挑战。对美国和世界未来具有战略重要性的其他高增长技术行业也面临着类似的人才缺口，并在争夺同样一批训练有素的工人。这些产业和技术包括清洁能源、医疗技术、人工智能、物联网、网络安全、下一代通信、航空航天、汽车和先进制造等。因此，技术工人的短缺给半导体行业和更广泛的美国经济带来了巨大的挑战。
这一数字是惊人的。对于整个经济而言，到 2030 年底，预计美国将新增 385 万个需要精通技术领域的工作岗位，其中 140 万个工作岗位将面临空缺的风险，除非我们能够扩大例如熟练技术人员、工程和计算机科学等领域此类工人的输送渠道。
图 2：2023‑2030 年美国对计算机科学家、工程师和技术人员的预计需求
缩小人才差距对美国经济和半导体行业的成功至关重要。总的来说，技术行业需要共同努力应对这些挑战，但半导体是未来几乎所有关键技术的基础。首先，应对半导体行业的挑战对于促进整个经济的增长和创新至关重要。但芯片行业面临的技术人才缺口只是经济面临的总体挑战的一小部分。
几十年来，美国半导体行业一直致力于招募、培训与雇用多元化和熟练的劳动力队伍。在全国范围内，芯片公司与社区学院和技术学校、学徒计划、大学和实验室以及地区教育网络建立了长期且不断扩大的合作伙伴关系。随着行业不断发展以满足芯片投资的需求，公司正在扩大其劳动力发展足迹。与此同时，美国政府必须与工业界和学术界合作，采取优先措施，解决更广泛的经济和半导体行业面临的技能差距。为了帮助实现这一目标，我们提出了三项核心建议以加强美国技术劳动力。
图 3：预计的技术工人供应缺口会影响半导体行业和更广泛的美国经济
建议 1：加强对区域合作伙伴关系和计划的支持，旨在扩大半导体制造和其他先进制造行业熟练技术人员的渠道。
在新建和扩建的半导体工厂附近的社区和技术学院扩大认证训练营、学徒培训和其他培训项目将会是帮助缩小技术人员劳动力缺口的有效手段。针对半导体行业量身定制的课程和教育解决方案能确保学生为未来的就业做好准备。技术人员队伍富有活力，来源广泛，例如高中毕业生和归国退伍军人。
图 4：新公布的美国半导体供应链岗位
自《芯片法案》出台以来，美国半导体公司已宣布新增超过 44,000 个预期就业岗位。改善当前的人才供需轨迹将是一场艰苦的战斗，半导体行业的公司已经在采取行动。《芯片和科学法案》也为缩小这一差距提供了极好的支持，并应继续协助行业主导的各方努力以增强技术人员队伍。
建议 2：扩大国内 STEM 人才梯队，培养对半导体行业和其他对未来经济至关重要的行业不可或缺的工程师和计算机科学家。
我们的分析表明，攻读 STEM 学位的学生数量不足以满足劳动力市场的需求，而且许多获得 STEM学位的毕业生并没有进入 STEM 行业。这些毕业生中进入半导体行业的人数甚至更少。应采取政策分三个阶段扩大进入渠道：
吸引更多学生学习STEM学科。2.在STEM领域聘用更多STEM毕业生。（这两个步骤都有利于弥补整个经济范围内的技术人才缺口以及预计的半导体劳动力缺口）3.吸引更多STEM学生获得半导体行业的就业机会。
《芯片和科学法案》通过建立国家半导体技术中心、专注于半导体的美国制造研究所、国家先进封装制造计划、扩大美国国家标准与技术研究院计量研究、国防部微电子共享、设立美国国家科学基金会芯片劳动力和教育基金等机构向上述三个目标迈进。这些举措代表着向前迈出的重要一步，但更关键的是这些举措必须完成。分析显示，加强国内 STEM 人才的培养，特别是硕士和博士水平的人才培养，是一项代际挑战。
如果美国想要到 2030 年充分满足该行业对技术人才的需求，那么现在就需要采取行动，积极向前推进。
图5：美国半导体人才渠道
建议 3：在美国经济中留住并吸引更多国际高级学位学生。
扩大美国学生在 STEM 领域攻读高级学位的国内渠道，这一过程需要数年或数十年才能取得成果。与此同时，估计每年约有 16,000 名硕士和博士级别的国际工程师离开美国。仅就半导体行业而言，预计到2029末，这些人才的流失将导致大约 17,000 名硕士和博士工程师的缺口。简而言之，在可预见的未来，仅靠美国公民毕业生无法真正解决拥有高级工程和计算机科学学位的人员的劳动力缺口。
在美国高校，超过50%的工程硕士毕业生和超过60%的工程博士毕业生是外国公民。美国院校大约 80% 的STEM硕士和 25% 的STEM 博士外国毕业生在毕业后没有留在美国，无论是出于选择还是由于美国的移民政策。
如此高的比例意味着，让获得美国永久居留权的途径变得更加容易，有可能立即增加半导体行业和其他具有战略重要性的技术行业的国内人才库。对高技能移民政策进行改革，降低美国公司在招募和留住拥有高级学位的国际学生时的障碍，有助于弥补半导体和其他关键技术行业面临的近期技能差距。
图 6：按学位级别和公民身份划分的半导体相关工程领域的年度毕业生
简介
美国经济面临技术工人严重短缺，这对美国经济增长、技术领先和国家安全构成挑战。这种短缺影响了半导体行业和所有技术依赖型行业，包括未来的关键技术，如清洁能源、医疗技术、人工智能、网络安全、下一代通信、航空航天、汽车、先进制造等。解决熟练劳动力短缺的问题是一个重要的国家性挑战。
这一整个经济范围内的短缺主要涉及两类熟练专业人员：(1) 拥有四年制学位和高级学位的工程师和计算机科学家，以及 (2) 拥有两年制或以下学位的熟练技术人员以及其他在职训练人员。短缺是由一系列复杂的社会和其他因素造成的：
攻读 STEM 学位的美国学生数量不足。
在确实攻读STEM 领域的美国学生中，攻读这些领域高级学位的人太少，而许多拥有STEM 学位的学生却从事着非STEM 职业 （例如金融、商业等）。
没有足够的美国学生利用培训机会在社区学院和其他机构获得成为先进制造设备中技术人员所需的技能。
虽然美国学院和大学吸引了大量世界各地的学生来STEM领域学习，其中大部分是攻读 STEM 硕士和博士课程的外国学生，但美国公司往往无法招募和留住这些学生长期工作。
本文总结了包括半导体行业在内的美国整体经济面临的技术劳动力挑战。鉴于到2030 年美国国内制造和半导体设计的预期增长，本文重点关注美国半导体行业面临的劳动力缺口。
但考虑到半导体在推动通信、计算、医疗保健、军事系统、交通、清洁能源和无数其他应用领域的创新方面发挥着基础性作用，解决半导体行业的这一挑战对于促进整个经济的增长和创新至关重要。
整个经济体的劳动力差距
全球人才竞争将决定推动未来经济的关键技术的领先地位。清洁能源、医疗技术、人工智能、网络安全、下一代通信、航空航天、交通运输和先进制造等行业都需要熟练的劳动力来促进创新。
美国面临技术人员、工程师和计算机科学家这三个主要职业群体中熟练和受过高等教育的工作人员的严重短缺。根据附录中整个经济范围内的缺口分析，我们估计技术人员的劳动力缺口为 20%，即这些职业的估计供应仅占估计需求的 80%。对于工程和计算机科学，估计劳动力缺口为 39%。
这些差距百分比来自整个经济范围的差距分析，该分析比较了相关技术人员、工程和计算机科学学术项目的毕业生供应情况。这三个职业群体的新岗位空缺和替代岗位空缺的需求主要基于美国劳工统计局 (BLS) 2021‑2031 年就业预测。
考虑到毕业后离开美国的外国学生，以及广泛职业类别与其广泛学位领域不相符的工人，我们对其进行了调整。
有关差距分析的更多详细信息，请参阅附录。
拥有所需培训和教育，符合先进技术行业职位要求的工人的供需差距给美国经济竞争力和美国国家安全带来了风险。除非美国采取措施解决这一人才缺口，否则就有可能在经济领导地位和技术创新的竞赛中落后于全球竞争对手。
图 7：2023‑2030 年美国对计算机科学家、工程师和技术人员的预计需求
半导体劳动力差距
3.1 美国半导体行业就业现状
我们估计，截至 2023 年初，美国半导体行业雇用了约 345,000 名工人。其中约三分之二（68% 或 236,000 人）从事半导体制造，要么制造半导体芯片本身，要么制造在半导体制造中所使用的专用机械。其余 32% 的劳动力（109,000 人）是设计人员，他们要么自己设计半导体，要么开发设计中使用的专用软件工具 (EDA)。
图8：美国半导体行业就业情况（按细分市场），2023
半导体劳动力主要由技术人员、工程师和计算机科学家 （“技术劳动力”）以及其他支持性职业 （如管理、行政、人力资源、销售等）组成。我们估计，该行业大约四分之三的人从事其中一种技术职业，其余 (26%) 从事“其他”支持类别。
报告范围：
半导体设计和制造工艺有许多关键部分，包括半导体行业使用的其他专用设备、软件和材料的生产。出于本报告的目的，我们在劳动力估计中纳入以下半导体行业产业部门：
制造业：
半导体制造是指半导体工厂中制造硅芯片的前端工艺。具有相同作业代码的组装、测试和封装的后端半导体制造包含在本报告的范围内。
半导体机械制造是指半导体制造中使用的专用设备的制造。
设计：
半导体设计是指复杂的构建新芯片的计算机模型的过程，确保其没有错误并满足制造所需的设计规则。
电子设计自动化(EDA) 是指对半导体设计中使用的专用软件工具进行编程和支持。
本报告仅调查半导体制造业中推动创新的技术劳动力面临的劳动力短缺问题，包括以下三个职业类别：
半导体技术人员：对半导体元件制造中使用的设备进行操作、维护和故障排除。
半导体工程师：研究、开发和改进半导体器件和制造工艺，在制造和芯片设计的创新中发挥着至关重要的作用。
半导体计算机科学家：应用计算原理和算法来设计和开发基于半导体系统和技术的软件与硬件解决方案，主要是在芯片设计领域。
该报告不包括非半导体特定的职位以及学术接驳计划较少的职位 （图 9 中的“其他”类别，包括管理、行政、销售、物流等）。值得注意的是，许多“其他”工作类别可能也需要工程学位，例如在半导体行业，许多销售工作需要技术工程师的专业知识。
3.2 美国半导体产业增长预期
预计美国半导体行业将在未来十年内健康增长。随着数字化和连通性继续推动经济与现代生活的几乎所有方面，对芯片的需求预计将增长。目前全球芯片行业2022年收入为5740亿美元，预期到2029年末这一收入将增长近一倍，到2030年达到1万亿美元。
部分由于《芯片和科学法案》的通过，美国半导体行业有望在这一增长中占据很大份额。据 SIA 称，预计受芯片法案资助的半导体行业已在全国宣布了 50 多个项目，新增了 44,000 个就业岗位。随着芯片法案下的资金开始流动，其他项目可能会向前推进，还有一些项目可能会因为芯片先进制造税收抵扣的激励而向前推进。
美国半导体行业的增长将导致就业岗位数量相应增加。到2030年，该行业将新增近11.5万个就业岗位，从目前的约34.5万个增加到2029年末的约46万个(总增张33%)，这是我们对4.2%年增长率的中期预测。在技术劳动力的新职位空缺(85,000)中，预计一半为技术人员(42,600)，34%为工程师(28,900)，16%为计算机科学家(13,200)。
图 9：按职业类别划分的半导体行业就业和 2023‑2030 年新增就业增长
除了 2023 年至 2030 年行业扩张带来的这些新职位空缺之外，半导体行业还需要雇用额外的替代工人来填补现有劳动力的定期流动。
图10：2023‑2030 年按职业类别划分的半导体行业技术职位空缺总数
3.3 半导体熟练工人的缺口
半导体行业也不能幸免于整体经济面临的劳动力挑战。正如其他关键行业面临能填补未来工作岗位的具备必要技能和教育水平的工人短缺一样，半导体行业也面临着同样的趋势。
虽然到 2030 年，该行业预计将新增近 115,000 个就业岗位（图 9），但我们估计，按照目前的学位完成率，大约有 67,000 个岗位面临空缺的风险，即预计半导体行业新增技术岗位的 58%。这 67,000 个空缺职位也占技术职业 （技术人员、工程师和计算机科学家）预计新增职位的约 80%。
图11：半导体劳动力历史记录和 2023‑2030 年预计差距
到 2030 年，预计半导体技术劳动力缺口总数将达到 67,000 人，其中约 39%（26,400 个工作岗位）将出现在技术人员职业中，41%（27,300 个工作岗位）将出现在工程职业中，20%（13,400 个工作岗位）将出现在计算机科学中。
技术人员职位通常需要 2 年制或更低的学位，而计算机科学职位通常需要四年制学位。在工程领域的27,300 个缺口中，我们估计约 36%（9,900 个工作岗位）为学士级别，45%（12,300 个工作岗位）为硕士级别，19%（5,100 个工作岗位）为博士级别。
半导体行业面临的劳动力缺口只是整个经济面临的就业短缺的一小部分。正如本章开头所讨论的，到2030年底，更广泛的美国经济预计将创造约385万个需要熟练掌握技术领域的额外工作岗位。在这些新工作岗位中，有140万个工作岗位可能空缺，除非我们能够扩大这些工人的教育渠道。如图13所示，半导体行业只占整个美国经济预计短缺的一小部分。
图12：2023‑2030 年半导体劳动力缺口总计
因此，不能孤立地看待美国半导体行业面临的劳动力挑战，因为它是更广泛的经济面临的更广泛的人才缺口的一部分。
在将要推动未来经济增长的未来技术中，这一挑战最为紧迫，所有这些技术都依赖于半导体作为创新的基础技术。因此，教育、招聘和留住更多技术工人对于半导体行业和整个国家来说势在必行。
图13：预计的技术工人供应缺口会影响半导体行业和更广泛的美国经济
政策建议
解决训练有素和受过良好教育的工人短缺的问题——无论是在更广泛的经济领域，还是在半导体行业——是一件具有国家重要性的事情。这关系到美国持续的经济和技术领导地位、全球竞争力和国家安全。《芯片和科学法案》的颁布提供了一个独特的机会，为缩小技术人员、工程人员和计算机科学人才的预计劳动力缺口做出新的努力。
这将需要多种策略来增加技术、工程和计算机科学领域相关毕业生的供应;通过传播意识和激发学生的想象力，更好地吸引毕业生进入半导体行业；战略性地瞄准国际顶尖人才，以增强高技能的美国半导体劳动力。
几十年来，美国半导体行业一直致力于招募、培训和雇用多样化和熟练的劳动力。在全国范围内，半导体公司与社区学院和技术学校、学徒计划、大学和实验室以及地区教育网络建立了长期和不断扩大的合作关系。
随着行业的发展，以满足需求和芯片投资，公司正在增加他们的劳动力发展足迹。与此同时，美国政府与工业界和学术界合作，优先采取措施解决更广泛经济和半导体行业面临的技能差距问题，这一点非常重要。为了帮助实现这一目标，我们提出了三条加强美国技术劳动力的核心建议。第一条建议主要针对技术人员，后两条建议针对工程师和计算机科学家。
建议 1：加强对区域合作伙伴关系和计划的支持，旨在扩大半导体制造和其他先进制造部门招募熟练技术人员的渠道。
我们估计，如果不采取补救措施，到本十年末，半导体行业的技术人员缺口将达到26,400名。在此期间，除了需要替换91,700个额外的技术人员职位外，技术人员职位预计将增加42,600个。
相对于工程师的就业市场，技术人员的就业市场通常更加本地化，大多数技术人员都在与晶圆厂位于同一地区的教育机构接受培训。这些工作的人力资本投资较小 （近 80% 的技术人员通过证书或副学士学位课程获得为期六个月到两年的资格认证 ，见图 14），并且，这些职业的相对流动率较高，正如劳工统计局数据所示，且反映在高替代需求中。这些职位较高的人员流动率也有助于鼓励产业界和学术界之间的经常性雇佣关系。
图14：按学位级别划分的技术人员毕业生供应量，2019‑2021年年平均数据
因此，在新建和扩建的半导体工厂附近的社区与技术学院（见图 15）扩大认证训练营、学徒培训及其他培训项目将是帮助缩小技术人员劳动力缺口的有效手段。针对半导体行业量身定制的课程和教育解决方案将确保学生为未来的就业做好准备。技术人员队伍十分强劲，来源广泛，例如高中毕业生和回国退伍军人。
《芯片和科学法案》为缩小技术人员劳动力缺口提供了支持，这将继续协助行业主导的增强技术人员劳动力的努力。
图15：美国新公布的半导体供应链职位
自《芯片法案》出台以来，全国半导体公司已宣布新增超过 44,000 个预期就业岗位。
马里科帕半导体技术人员快速入门计划
亚利桑那州凤凰城地区是美国主要的半导体中心之一，拥有 10 个校区的马里科帕县社区学院区 (MCCCD) 正在创新新方法，在该地区不断增长的 晶圆厂集群中教育未来的半导体工人。
2022 年 7 月，MCCCD 推出了新的半导体技术员快速入门计划，这是 一个为期 10 天的强化计划，旨在让积极主动的学生真正接触半导体制造的密集环境。成功的学生在完成后将获得 NIMS 技术员认证。通过认证考试的学生可以退还学费，免费完成该项目。
第一年（2022年7月至2023年6月），该项目招收了684名学生，颁发了589 张证书。在获得证书的学生中，69%是有色人种，34%是女性，53%是第一代大学生。目前有超过3000名学生在等待入学。
除了需要设备和教师，开发半导体技术人员计划还需要大量的技术专业知识。MCCCD 代表表示，业界的参与对于快速启动计划的开始至关重要。当附近一家工厂的工人被邀请参加时，有 149 人申请担任该项目的教师。截至2023年2月，已有29人被聘为兼职教师。现任员工之间的直接接触可以让学生更好地了解他们未来的工作，并与潜在的未来同事建立直接联系；这也为工业界提供了一个在潜在的未来工人进入生产工厂之前了解他们的窗口。
虽然为期 10 天的快速入门计划不会取代大多数技术人员职位的更多证书和副学士学位，但此类计划肯定可以提高人们对半导体行业机会的认识，并激励学生获得进一步的教育和就业机会。
NIIT——获得注册学徒资格
国家创新技术研究所 (NIIT) 目前运营着一个名为 GAINS （纳米技术和半 导体领域发展学徒制）的劳工部注册学徒计划。GAINS 计划提供工业制造技术员学徒制，使学生能够在工作中学习，同时通过与行业合作伙伴合作积累经验和技能。许多半导体和半导体设备制造商通过 GAINS计划提供培训机会。
半导体行业的退伍军人
每年有超过20万名美国军人离开军队进入平民生活。半导体制造业长期以来一直是退伍军人的就业目的地，他们中的许多人在服役期间就拥有与微 电子相关的可转移技能、经验和专业知识。持续招募退伍军人是加强半导体行业劳动力的关键。
德克萨斯州一家芯片制造商因其成功雇用了至少 10% 退伍军人组成劳动力而获得了德克萨斯州劳动力委员会授予的“我们雇用退伍军人”称号。退伍军人人才将继续成为半导体制造和半导体设备制造行业的劳动力的关键组成部分。
建议 2：扩大国内 STEM 人才梯队，培养对半导体行业和其他对未来经济至关重要的行业不可或缺的工程师和计算机科学家。
半导体行业的工程师和计算机科学家通常接受过四到十年的高等教育。因此，解决劳动力缺口需要采取长期、广泛的方法：1) 扩大 STEM 学生群体，2) 鼓励更多 STEM 学生从事 STEM 相关职业，3) 激励更多 STEM 专业人士选择在 STEM 领域半导体行业工作。在每一个干预点，即使人才供应的边际增长也可能对满足必要的需求产生有意义的长期影响。
图16：国内半导体人才输送渠道
各种干预措施可以帮助推进这三个目标，包括有针对性的招聘和教育活动、奖学金、研究金、实践经验、对大学工程项目的支持、新设施和机会等等。《芯片与科学法案》通过建立国家半导体技术中心、以半导体为重点的美国制造研究所、国家先进封装制造计划、扩大NIST计量研究、国防部微电子公共部门、国家科学基金会芯片劳动力和教育基金以及其他机构，为实现这三个目标提供了重要的潜在支持。
重要的是，我们的分析表明，加强国内 STEM 人才储备，特别是硕士和博士水平的人才储备，是一项代际挑战，任何努力都需要从今天开始，以便到 2030 年充分满足行业对技术人才的需求。STEM课程的范围从幼儿园到博士。提高 K‑12 学生对 STEM 兴趣的项目尤其重要，特别是在技术和半导体相关学科，尤其是在该行业致力于扩大来自代表性不足的背景的劳动力这一情况下。这对于扩大整体人才库至关重要。
FIRST机器人和 K‑12 STEM 教育
FIRST机器人竞赛旨在激发和激励对 STEM领域感兴趣的高中生。这个为期五到六周的项目将来自世界各地的学生团队与教练和导师聚集在一起，在构建面向任务的机器人时发挥他们的创造力、技术和创业能力。竞赛为学生提供了一个机会，让他们在培养批判性思维和工程技 能的同时，平衡团队合作与健康的竞争。许多教练来自科技和半导体行业，这让学生从小就能得到行业专业人士的指导。FIRST机器人大赛最初于 1992 年举办，规模适中，共有 28 支队伍参加，但在过去 30 年中迅速发展壮大，有来自 26 个国家的 3,225 支队伍参加了 2022 年的比赛。FIRST将体育运动的友情和激情带入年轻一代的科技与学术界。
FIRST特别针对 STEM 领域的不平等问题，重点是让女性和少数族裔 参与该计划，鼓励他们从小就发展和融入STEM领域。FIRST特别针对 STEM 领域的不平等问题，重点是让女性和少数族裔 参与该计划，鼓励他们从小就发展和融入STEM领域。根据 FIRST 完成的一项多年研究显示，该组织及其项目提高了人们对STEM 领域的兴趣，这不仅激发了学生的兴趣，还转化为更高比例的学生在 STEM 领域接受教育或从事职业。与同龄人相比，FIRST校友更有可能选择工程或计算机科学专业，比例为 68%（而同龄人为 29%）。
此外，FIRST的女性校友也更有可能选择工程或计算机科学专业 （51%）（而同龄女性群体的这一比例为 16%）由于FIRST机器人竞赛等以 STEM 为重点的项目吸引了美国年轻的下一代劳动力，因此学生们能够更好地就自己的教育和职业道路做出明智的决定。通过针对幼儿进行投资来满足对高技能技术工人的需求的类似计划不仅将缩小这一差距，而且还将为未来的领导者提供成功的帮助和装备。
半导体特定学位课程和高等教育网络
认识到让学生为芯片行业就业做好准备变得越来越重要，美国各地的教育机构正在采用针对半导体工作量身定制的计划。
例如，普渡大学推出了半导体学位项目，提供一系列证书，包括理学硕士学位、研究生级别的可叠加证书、辅修理学学士学位以及在印第安纳州通过与常春藤科技社区学院合作提供的副学士学位。普渡大学的课程是跨学科的，以化学、材料、半导体制造设备、制造、包装等课程为特色。学生参与课堂之外的一系列学习选择，包括在线平台 nanoHUB 和虚拟实验室、合作社/实习以及从设计到制造的团队项目。在过去的一年里,新的高等教育半导体区域网络已经建立，促进了各机构之间在半导体研究、课程、机会和资产以及其他解决方案和努力方面的合作。代表 18 个州的超过 65 所美国高等教育机构是中西部地区半导体网、东北大学半导体网、西北大学半导体网的成员。
目前，半导体研究公司通过其项目以及与工业界、大学和政府机构的合作，培养了半导体行业约 20% 的博士电气工程师以及电气和计算机工程师。扩大对这些半导体特定项目的参与能补充人才渠道并鼓励追求微电子职业。
建议 3：在美国经济中留住并吸引更多国际高级学位学生。
扩大美国公民学生在 STEM 领域攻读高级学位这一国内人才渠道将需要数年或数十年才能取得成果。与此同时，每年估计约有 16,000 名硕士和博士级别的国际工程师离开美国。仅就半导体行业而言，预计到2029年末，这些人才流失将导致大约 17,000 名硕士和博士工程师的缺口。简而言之，在可预见的未来，仅靠美国公民毕业生无法真正解决拥有高级工程和计算机科学学位的人员的劳动力缺口。
在美国高校，超过 50% 的工程硕士毕业生和超过 60% 的工程博士毕业生是外国公民。大约 80% 的STEM硕士和博士毕业生是外国公民。
美国院校中25% 的外国 STEM 博士毕业生毕业后没有留在美国，无论是出于选择还是由于美国移民政策。
如此高的比例意味着，提供更容易获得美国永久居留权的途径，有可能立即增加半导体行业和其他具有战略重要性的技术行业的国内人才库。对高技能移民政策进行改革，降低美国公司招募和留住拥有高等学位的国际学生的门槛，有助于弥补半导体和其他关键技术行业面临的近期技能缺口。
图17：按学位级别和公民身份划分的半导体相关工程领域的年度毕业生
在整个经济范围内，我们估计每年有 24,133 名外国工程毕业生离开美国。同时，我们预计整个经济范围内工程师的年度劳动力缺口为 26,642 人。对于约占这一缺口 15% 的半导体行业来说，每年招收 3,900名国际工程毕业生（占每年离职人数的 15%）几乎可以完全解决预计的短缺问题，尤其是针对半导体行业每年短缺的2500名硕士和博士级工程师。大多数在美国完成高级学位课程的外国人都希望留在美国工作，但在参加了一段时间的可选实践培训 (OPT) 计划后最终未能成功获得 H‑1B 抽签。这导致在美国接受过教育的外国优秀人才返回祖国或在另一个提供居留权的国家寻找工作。这些研究生中的许多人都曾参与过由美国政府或美国半导体公司资助的项目，这凸显了保留这些专业知识和经验的重要性和好处。在增加国内工程师渠道所需的时间里，解决这一紧迫短缺问题的改革对于应对这些挑战将非常有效。
旨在留住更多外国人的长期政策，例如放宽外国 STEM 毕业生在美国获得长期工作许可和居留的途径，“绿卡装订”计划或为半导体创新者保留年度H-1B签证的一部分，可能对缩小这一差距有很大帮助。
对于半导体创新者来说，这可能会大大有助于缩小这一差距。此外，还有一些直接的监管变化可能，包括保留可选实践培训计划、改进 H‑1B 注册系统、有利的签证重新验证试点计划以及减少绿卡系统中的 PERM 等待时间。
重要的是，除了努力增加外国 STEM 毕业生的保留率之外，一些需要高级工程学位的职位必须由美国公民担任，因为这些职位涉及国家安全相关工作。这包括半导体行业中的一些角色，例如为先进武器系统设计芯片。虽然高级技术工人的大多数工作岗位不需要由美国公民担任，但与这些国家安全相关职位相关的关键需求耗尽了本已很小的高级工程专业美国公民毕业生人才储备，增加了招聘剩余人才的需求，而这些人才主要是外国人。
国家安全行业和对美国公民工程师的需求
许多联邦机构，例如能源部、国防部和国土安全部，都要求员 工获得安全许可。
此外，通过合同工作与美国政府打交道的私营公司（例如航空航天 行业的私营公司）也有相同的安全许可要求。只有获得此许可的工作 人员才能处理国家安全相关机密信息没有此类许可，就不能担任这些职位。此外，只有美国公民才有资格审查某些类型的安全许可，进一步减少有资格申请这些职位的工人的供应。美国政府机构已经面临供应短缺，并且难以填补 STEM职位（尤其是博士级别的职位）。寻找技术上合格且有资格获得安全许可的美国公民来担任这些职位的申请人构成了更大的挑战。
由于 STEM 领域的大多数博士学位都是由非美国公民获得，这造成了劳动力市场供需之间的结构性不匹配。
结论
美的半导体产业将在未来十年甚至更长时间内实现快速增长，这主要是由于美国经济的各个部门对依赖于半导体的尖端技术的需求不断增加，以及《芯片与科学法案》的颁布。因此，随着企业扩大并开设新的制造工厂和半导体设计与研发机构，该行业将需要增加国内劳动力。如果不采取行动来解决工人所需技能和证书的缺口，以填补这一增长所带来的工作岗位，美国可能无法在未来几年实现产能增长、供应链弹性和技术创新领导的全部潜力。
根据我们的预测，到 2030 年，美国半导体行业的劳动力将增长约三分之一，增加约 115,000 个工作岗位，其中85,000 个是技术岗位（技术人员、工程师和计算机科学家）。除此之外，还需要招聘 153,000 个现有技术职位的替代人员，到 2030 年，员工总数将达到 238,000 人。满足这一需求是一项挑战，特别是考虑到邻近行业对各种教育水平和技能的合格和多样化人才的竞争。
该报告估计，从 2023 年到 2030 年，半导体行业的劳动力市场缺口将达到67,100 人，其中包括26,400 名技术人员、27,300名工程师和 13,400 名计算机科学家。
图18：半导体职业需求和缺口总结，2023‑2030总计
本报告建议扩大现有的教育计划以培训技术人员，特别关注需求大幅增长的地区。80% 的技术人员在 6 至 24 个月内获得了认证，半导体公司已经开始制定和扩大新员工招聘和培训计划。
对于工程师和计算机科学家来说，高等教育项目通常需要四到十年的时间，因此有必要采取更广泛的努力来扩大 STEM 渠道。缩小这些差距需要制定全面的 STEM 战略，首先要提高学生对 K‑12 级别 STEM 机会的兴趣。在大学阶段，应该鼓励这些学生从事 STEM 职业，并让他们了解半导体行业的就业机会。行业、教育机构和政府都可以发挥重要作用，让这些机会的好处更加明显。
增加美国公民中工程和计算机科学毕业生的供应，特别是硕士和博士级别的毕业生，其中大多数毕业生是外国人，对于实现经济和国家安全目标至关重要。然而，从短期到中期来看，考虑到培养这些人才需要很长的时间，留住更多美国院校的外国毕业生同样重要。
所有行业的技术人员、工程师和计算机科学专业人员的可持续和可预测的供应对于美国的国家安全、竞争力和创新非常关键，并保证美国消费者和企业所需的最终产品的供应。美国半导体制造、设计和研发的成功取决于行业、政府和教育的领导力，以迎接挑战并最大限度地利用未来的世代机会。
附录：差距分析方法
报告正文中提出的缺口份额（技术人员缺口为 20%，工程和计算机科学各为 39%）是基于对这三类工人的整体经济缺口分析。
差距分析将劳动力市场供给 （主要以学位领域的学业完成程度来衡量)与劳动力市场需求 （以职业的职位空缺来衡量)进行比较。这种供给和需求将学术成就领域与职业联系起来。在工程和计算机科学方面进行了调整，以反映外国毕业生的离开以及工人的职业和学位领域之间的错位。最后，计算供给和需求之间的差距。
供应（学业完成）
劳动力市场供应是根据学位/证书领域的学业完成情况（我们将其称为“毕业生”）来衡量的，并根据教学计划分类 （CIP）代码进行分类。学业完成数据是根据综合高等教育数据系统 （IPEDS）编制的。对于三个重点科目（技术人员、工程和计算机科学）中的每一个，根据职业就业和工资统计 (OEWS) 中半导体及相关设备制造行业的职业概况，选择了一组相关的 CIP 代码，以及专家意见。
值得注意的是，这些领域的毕业生供应并不代表所有技术人员、工程和计算机科学毕业生，而是那些与半导体制造最相关的 CIP 领域的毕业生。例如，工程供应不包括生物医学或航空航天工程等领域的毕业生。图 19 总结了差距分析中考察的技术人员、工程人员和计算机科学毕业生的供应情况。
图19：半导体相关领域毕业生的年度经济供应量
需求（新的和替换的职位空缺）
技术人员、工程师和计算机科学家的职位空缺按职业估算，并按标准职业分类 (SOC) 代码进行分类。职位空缺源自美国劳工统计局 (BLS) 2021‑2031 年就业预测中选定职业的年平均经济范围（即所有行业）新增和替代职位需求。新工作代表职业类别的扩大，可能对收缩职业产生负面影响；替代工作是指替代劳动力市场退出和职业转移造成的人员流动的职位空缺。
由于 BLS 就业预测假设半导体制造业增长极小（
在我们对新的半导体行业就业机会的预测中，我们模拟了高、中、低行业增长情景。本报告选择了中期增长结果，但高增长结果也有可能出现，并且会加剧本报告中强调的挑战。根据现有项目和设施公告，不太可能出现低增长结果。
预计复合年增长率 (CAGR) 为 5.7%，到 2030 年将创造约 165,000 个新就业岗位（较 2023 年总计增加48%），使该行业的就业总数达到 510,000 人。预计到 2030 年，中期增长复合年增长率为 4.2%，将创造约114,800 个新就业岗位（总计增长 33%）。预计到 2030 年，复合年增长率为 2.1% 的低增长将带来约 53,900 个新就业岗位 （总增长 16%）。
使用国家教育统计中心 (NCES) 和 BLS 开发的 CIP 和 SOC 代码之间的交叉线，将按学位领域划分的毕业生与按职业划分的职位空缺进行匹配。
如上所述，对于三个差距分析中的每一个，通过量化与半导体行业相关的学位领域的毕业生，在供应方面定义了相关人口。然后，根据与使用 NCES 人行横道的供应相匹配的职业职位空缺，估计整个经济体对该供应的需求。
图 20 总结了对技术人员、工程师和计算机科学家的需求，以新的和替换的职位空缺来衡量，用于差距分析。
图20：半导体相关职业的年度经济范围招聘需求
调整
职业需求与教育供给之间的差距是通过减法计算的。
由于需求是通过职位空缺来衡量的，供应是通过毕业生来衡量的，这隐含地假设了这两个数量之间存在一对一的关系；也就是说，每个职位空缺均假定由相关领域的一名毕业生填补。
显然，这个假设是不完美的。从事某项工作的个人可能拥有多个（相关）学位 例如，工程师可能同时拥有工程学士学位和硕士学位或者他们可能没有 （相关）学位或证书技术人员可能会被聘为学徒例如，高中毕业后的计划。
就技术人员而言，最终的差距只是上述供给和需求数字之间的差距。对于工程师和计算机科学家来说，我们在计算缺口之前进行两项调整，以更好地调整供需：
毕业生供应量向下调整，以反映毕业后离开美国的外国毕业生。具体来说，我们在差距分析中假设，大约 25% 的外国博士级 STEM 毕业生毕业后离开美国（图 6 和图 17 中也报告了该值），而 80% 的外国 STEM 硕士毕业生则离开美国。
毕业生供给和职位空缺需求均根据情况进行调整工人的学位领域与其职业之间的不一致。这些调整基于全国大学毕业生调查 （NSCG）关于工人职业与其最高学位领域之间关系的数据。
工程需求从 86,380 个职位空缺调整至 67,455 个，以反映工程职业中 78%19 的学位领域为工程。
CS 需求从 326,261 个职位空缺调整至 139,502 个，以反映43% 的计算机科学职业工作者的学位领域是计算机科学。
工程供应量和CS供应量下调，对上述国外离职情况进行调整，以反映具有工程学位的从事工程职业的工人的比例（38%），以及具有计算机科学学位的从事计算机科学职业的工人的比例 （55%）。
需求方的调整已在上面的文字中详细说明。图 21 以图形方式总结了供应方的调整。
图21：工程和CS供给侧调整
差距
技术人员预估需求（以职业职位空缺衡量)与技术人员毕业生预估供应之间的差距为 20%，这意味着现有供应无法满足总体需求的 20%。经过上述调整后，工程师的预计需求与工程毕业生的供给之间的差距为39%。调整后的计算机科学家需求与调整后的计算机科学毕业生供给之间的差距也是39% （见图22）。
这些差距份额是应用于半导体行业的新需求和替代需求来估计行业差距的份额（见图18）。这些差距份额也适用于图20 中总结的职业群体的整体经济需求，以获得如图2、3、7和13所示的经济范围内的差距。
图22：经济范围内的差距结果
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