半導體是美國實力的核心，支持推動經濟增長和國家安全的關鍵技術。預計到 2030 年及以后，半導體需求將大幅增長，半導體公司正在加大生產和創新力度，以跟上步伐。

　　得益于具有里程碑意義的 2022 年《芯片和科學法案》的頒布，預計新的芯片制造能力和研發的很大一部分將位于美國。但隨著美國半導體生態系統在未來幾年的擴展，其對具有高度創新的半導體行業所需的技能、培訓和教育的半導體工人的需求也會隨之增加。

　　我們預計，到 2030 年，半導體行業的勞動力將增加近 115,000 個工作崗位，從目前的約 345,000 個工作崗位增加到本十年末的約 460,000 個工作崗位，增長 33%。在這些新工作崗位中，我們估計大約有 67,000 個，即預計新工作崗位的 58%（以及預計新技術工作崗位的 80%），按照目前的學位完成率，面臨著空缺的風險。空缺的職位中，39%是技術人員，其中大多數擁有證書或兩年制學位；35%將是擁有四年制學位的工程師或計算機科學家；26%將是碩士或博士級別的工程師。

　　半導體行業在縮小勞動力市場差距方面面臨的挑戰也是整個美國經濟面臨的挑戰。對美國和世界未來具有戰略重要性的其他高增長科技行業也面臨著類似的人才缺口，并正在爭奪同樣一批經過培訓的工人。這些產業和技術包括清潔能源、醫療技術、人工智能、物聯網、網絡安全、下一代通信、航空航天、汽車和先進制造等。因此，技術工人的短缺對半導體行業和更廣泛的美國經濟構成了巨大的挑戰。

　　數字是驚人的。對于整個經濟而言，到 2030 年底，預計美國將新增 385 萬個需要精通技術領域的工作崗位。其中，除非我們能夠在熟練技術人員、工程和計算機科學等領域擴大此類工人的輸送渠道，否則其中 140 萬個工作崗位將面臨空缺的風險。

　　縮小人才差距對于美國經濟和半導體行業的成功至關重要。雖然技術行業總體上需要共同努力應對這些挑戰，但半導體是未來幾乎所有關鍵技術的基礎。首先，應對半導體行業的挑戰對于促進整個經濟的增長和創新至關重要。但芯片行業面臨的技術人才缺口只是經濟面臨的總體挑戰的一小部分。

　　幾十年來，美國半導體行業一直致力于招募、培訓和雇用多元化和熟練的勞動力隊伍。在全國范圍內，芯片公司與社區學院和技術學校、學徒計劃、大學和實驗室以及地區教育網絡建立了長期且不斷擴大的合作伙伴關系。隨著行業不斷發展以滿足 CHIPS 投資的需求，公司正在擴大其勞動力發展足跡。與此同時，美國政府必須與工業界和學術界合作，優先采取措施，解決更廣泛的經濟和半導體行業面臨的技能差距。為了幫助實現這一目標，我們提出了三項核心建議來加強美國技術勞動力。

　　建議 1：加強對區域伙伴關系和計劃的支持，旨在擴大半導體制造和其他先進制造領域熟練技術人員的渠道

　　在新建和擴建的半導體工廠附近的社區和技術學院擴大認證訓練營、學徒培訓和其他培訓項目將是幫助縮小技術人員勞動力缺口的有效手段。針對半導體行業量身定制的課程和教育解決方案將確保學生為未來的就業做好準備。技術人員隊伍十分強大，來源廣泛，例如高中畢業生和回國退伍軍人。

　　改善當前的人才供需軌跡將是一場艱苦的戰斗，半導體行業的公司已經在采取行動。《CHIPS 和科學法案》也為縮小這一差距提供了極好的支持，并應繼續協助行業主導的增強技術人員隊伍的努力。

　　建議 2：擴大國內 STEM 人才梯隊，培養對半導體行業和其他對未來經濟至關重要的行業至關重要的工程師和計算機科學家。

　　我們的分析表明，攻讀 STEM 學位的學生數量不足以滿足勞動力市場的需求，而且許多獲得 STEM 學位的畢業生并沒有進入 STEM 職業。這些畢業生中進入半導體行業的人數甚至更少。應采取政策分三個階段擴大這一管道：

　　《CHIPS 和科學法案》通過建立國家半導體技術中心、專注于半導體的美國制造研究所、國家先進封裝制造計劃、擴大的 NIST 計量研究、國防部微電子共享、國家科學基金會 CHIPS 勞動力和教育基金以及其他機構，為推進上述三個目標提供了重要的潛在支持。這些舉措是向前邁出的重要一步，但還需要做更多的工作。我們的分析表明，加強國內 STEM 人才的培養，特別是碩士和博士水平的人才培養，是一項代際挑戰。如果美國想要到 2030 年充分滿足該行業對技術人才的需求，那么美國今天就需要采取行動，積極向前推進。

　　建議 3：在美國經濟中留住并吸引更多國際高級學位學生。

　　擴大美國公民學生在 STEM 領域攻讀高級學位的國內渠道的過程將需要數年或數十年才能取得成果。與此同時，我們估計每年約有 16,000 名碩士和博士級別的國際工程師離開美國。僅就半導體行業而言，預計到本十年末，這些人才的流失將造成約 17,000 名碩士和博士工程師的缺口。簡而言之，在可預見的未來，僅靠美國公民畢業生無法真正解決擁有高級工程和計算機科學學位的人員的勞動力缺口。

　　在美國高校，超過50%的工程碩士畢業生和超過60%的工程博士畢業生是外國公民。來自美國院校的大約 80% 的碩士和 25% 的外國 STEM 博士畢業生畢業后沒有留在美國，無論是出于選擇還是由于美國移民政策。

　　如此高的比例意味著，提供更容易的獲得美國永久居留權的途徑有可能立即增加半導體行業和其他具有戰略重要性的技術行業的國內人才庫。高技能移民政策改革降低了美國公司招募和留住擁有高級學位的國際學生的障礙，有助于彌補半導體和其他關鍵技術行業面臨的近期技能差距。

　　簡介

　　美國經濟面臨技術工人嚴重短缺，這對美國經濟增長、技術領先和國家安全構成挑戰。這種短缺影響了半導體行業和所有技術依賴型行業，包括未來的關鍵技術——清潔能源、醫療技術、人工智能、網絡安全、下一代通信、航空航天、汽車、先進制造等。解決這一熟練勞動力的挑戰是一個具有國家重要性的問題。

　　這種整個經濟范圍內的短缺主要涉及兩類熟練專業人員：

　　(1) 具有四年制學位和高級學位的工程師和計算機科學家；

　　(2)兩年制及以下學歷的熟練技術人員，并附加在職培訓。短缺是由一系列復雜的社會和其他因素造成的：

　　攻讀 STEM 學位的美國學生數量不足。

　　在追求 STEM 領域的美國學生中，攻讀這些領域高級學位的人太少，許多擁有 STEM 學位的學生都在非 STEM 職業（例如金融、商業等）找到工作。

　　沒有足夠多的美國學生利用社區學院和其他機構的培訓機會來獲得先進制造設施中技術人員角色所需的技能。

　　雖然美國學院和大學吸引了大量來自世界各地的學生來 STEM 領域學習，其中包括大多數攻讀 STEM 碩士和博士課程的外國學生，但美國公司往往無法招募和留住這些學生在美國長期工作。

　　本文受半導體行業協會 (SIA) 委托，總結了包括半導體行業在內的美國整體經濟面臨的技術勞動力挑戰。鑒于到 2030 年國內制造和半導體設計的預期增長，本文重點關注美國半導體行業面臨的勞動力缺口。

　　但鑒于半導體在推動通信、計算、醫療保健、軍事系統、交通、清潔能源和無數其他應用領域的創新方面發揮著基礎性作用，解決半導體行業的這一挑戰對于促進整個經濟的增長和創新至關重要。

　　整個經濟體的勞動力差距

　　全球人才競爭將決定推動未來經濟的關鍵技術的領先地位。清潔能源、醫療技術、人工智能、網絡安全、下一代通信、航空航天、交通運輸和先進制造等行業都需要熟練的勞動力來促進創新。

　　美國面臨技術人員、工程師和計算機科學家這三個主要職業群體中熟練和受過高等教育的工人的嚴重短缺。

　　根據附錄中描述的整個經濟范圍的缺口分析，我們估計技術人員的勞動力缺口為 20%，這意味著這些職業的估計供應僅占估計需求的 80%。對于工程和計算機科學，我們估計勞動力缺口為 39%。

　　這些差距百分比來自整個經濟范圍的差距分析，該分析比較了相關技術人員、工程和計算機科學學術項目的畢業生供應情況。這三個職業群體對新職位空缺和替代職位空缺的需求主要基于美國勞工統計局 (BLS) 的 2021-2031 年就業預測。進行了調整，以考慮畢業后離開美國的外國學生，以及廣泛職業類別與其廣泛學位領域不相符的工人。

　　擁有必要培訓和教育來填補先進技術行業職位的工人的供需之間的差距給美國經濟的競爭力和美國的國家安全帶來了風險。除非美國采取措施解決這一人才缺口，否則它就有可能在經濟領導地位和技術創新的競賽中落后于全球競爭對手。

　　半導體勞動力缺口

　　我們估計，截至 2023 年初，美國半導體行業雇用了約 345,000 名工人。其中約三分之二（68% 或 236,000 人）從事半導體制造，要么制造半導體芯片本身，要么制造半導體制造中使用的專用機械。其余 32% 的勞動力（109,000 人）是設計人員，他們要么自己設計半導體，要么開發設計中使用的專用軟件工具 (EDA)。

　　半導體勞動力主要由技術人員、工程師和計算機科學家（“技術勞動力”）以及其他支持性職業（例如管理、行政、人力資源、銷售等）組成。我們估計，該行業大約四分之三的人從事其中一種技術職業，其余 (26%) 從事“其他”支持類別。

　　預計美國半導體行業將在未來十年內實現健康增長。隨著數字化和連通性繼續推動經濟和現代生活的幾乎所有方面的發展，對芯片的需求預計將增長。目前全球芯片行業2022年收入為5740億美元，預計到本十年末這一收入將增長近一倍，到2030年達到1萬億美元

　　部分由于《芯片和科學法案》的通過，美國半導體行業有望在這一增長中占據很大份額。據 SIA 稱，預計 CHIPS 法案資助的半導體行業已在全國范圍內宣布了 50 多個項目，將新增 44,000 個就業崗位。隨著 CHIPS 法案下的資金開始流動，其他項目可能會推進，還有一些項目可能會由于 CHIPS 先進制造稅收抵免的激勵措施而推進。

　　美國半導體行業的增長將導致就業崗位數量相應增加。我們預計，到 2030 年，該行業將增加近 115,000 個就業崗位，從目前的約 345,000 個就業崗位增加到本十年末的約 460,000 個就業崗位（總增長 33%），相當于我們對年增長率 4.2% 的中期增長預測。在技術勞動力的新職位空缺（85,000）中，我們預計一半將是技術人員（42,600），34%將是工程師（28,900），16%將是計算機科學家（13,200）

　　除了 2023 年至 2030 年行業擴張帶來的新職位空缺之外，半導體行業還需要雇用額外的替代工人來填補現有勞動力的定期流動。

　　半導體行業也不能幸免于更廣泛的經濟所面臨的勞動力挑戰。正如其他關鍵行業面臨缺乏具備必要技能和教育水平的工人來填補未來工作崗位一樣，半導體行業也面臨著這些相同的趨勢。

　　雖然到 2030 年，該行業預計將增長近 115,000 個就業崗位（圖 9），但我們估計，按照目前的學位完成率，大約有 67,000 個崗位面臨空缺的風險，即預計半導體行業新增技術崗位的 58%。這 67,000 個空缺職位也占技術職業（技術人員、工程師和計算機科學家）預計新增職位的約 80%。

　　到 2030 年，預計半導體技術勞動力缺口總數將達到 67,000 人，其中約 39%（26,400 個工作崗位）將出現在技術人員職業中，41%（27,300 個工作崗位）將出現在工程職業中，20%（13,400 個工作崗位）將出現在計算機科學領域。技術員職位通常需要 2 年制或更少的學位，而計算機科學職位通常需要四年制學位。在工程領域的 27,300 個缺口中，我們估計約 36%（9,900 個工作崗位）為學士級別，45%（12,300 個工作崗位）為碩士級別，19%（5,100 個工作崗位）為博士級別。

　　半導體行業面臨的勞動力缺口只是整個經濟面臨的就業短缺的一小部分。正如本章開頭所討論的，到 2030 年底，美國整體經濟預計將創造約 385 萬個需要精通技術領域的額外就業崗位。在這些新就業崗位中，除非我們能夠擴大這些工人的教育渠道，否則有 140 萬個就業崗位可能會出現空缺。如圖 13 所示，半導體行業僅占整個美國經濟面臨的預計短缺的一小部分。

　　因此，美國半導體行業面臨的勞動力挑戰不能孤立地看待，因為它是更廣泛的經濟面臨的更廣泛的人才缺口的一部分。在將推動未來經濟增長的未來技術中，這一挑戰最為緊迫，所有這些技術都依賴于半導體作為創新的基礎技術。因此，教育、招聘和留住更多技術工人對于半導體行業和整個國家來說勢在必行。

　　政策建議

　　解決整個經濟領域，特別是半導體行業訓練有素和受過教育的工人短缺問題是一個與國家息息相關的問題。因為這關系到美國持續的經濟和技術領先地位、全球競爭力和國家安全。

　　《CHIPS 和科學法案》的頒布提供了一個獨特的機會，可以采取新的努力來縮小技術人員、工程和計算機科學人才方面預計的勞動力缺口。這需要采取多種策略來增加技術人員、工程和計算機科學領域相關畢業生的供應；更好地吸引畢業生人才進入半導體行業，特別是通過傳播意識和激發學生的想象力；并戰略性地瞄準國際頂尖人才，以增強美國半導體勞動力的高技能水平。

　　幾十年來，美國半導體行業一直致力于招募、培訓和雇用多元化和熟練的勞動力隊伍。在全國范圍內，半導體公司與社區學院和技術學校、學徒計劃、大學和實驗室以及地區教育網絡建立了長期且不斷擴大的合作伙伴關系。隨著行業不斷發展以滿足 CHIPS 投資的需求，公司正在擴大其勞動力發展足跡。與此同時，美國政府必須與工業界和學術界合作，優先采取措施解決更廣泛的經濟和半導體行業面臨的技能差距。

　　為了幫助實現這一目標，我們提出了三項核心建議來加強美國技術勞動力。第一個建議側重于技術人員，后兩個建議針對工程師和計算機科學家。

　　建議 1：加強對區域合作伙伴關系和計劃的支持，旨在擴大半導體制造和其他先進制造行業熟練技術人員的渠道。

　　我們估計，如果不采取補救措施，到本十年末，半導體行業的技術人員缺口將達到 26,400 名。在此期間，技術員職位預計將增加 42,600 個，此外還需要更換 91,700 個技術員職位。

　　相對于工程師的就業市場，技術人員的就業市場通常更加本地化，大多數技術人員都在與晶圓廠位于同一地區的教育機構接受培訓。這些工作的人力資本投資較小（近 80% 的技術人員通過證書或副學士學位課程獲得為期六個月至兩年的認證——見圖 14），而且，與此相關的是，這些職業的流動率較高，正如勞工統計局數據所示，并反映在高替代需求中。這些職位較高的流動率也有助于鼓勵工業界和學術界之間的經常性雇傭關系。

　　因此，在新建和擴建的半導體工廠附近的社區和技術學院（見圖 15）擴大認證訓練營、學徒培訓和其他培訓項目將是幫助縮小技術人員勞動力缺口的有效手段。針對半導體行業量身定制的課程和教育解決方案將確保學生為未來的就業做好準備。技術人員隊伍十分強大，來源廣泛，例如高中畢業生和回國退伍軍人。《CHIPS 和科學法案》為縮小技術人員勞動力缺口提供了支持，這將繼續協助行業主導的增強技術人員勞動力的努力。

　　建議 2：擴大國內 STEM 人才梯隊，培養對半導體行業和其他對未來經濟至關重要的行業至關重要的工程師和計算機科學家

　　半導體行業的工程師和計算機科學家通常接受過四到十年的高等教育。因此，解決勞動力缺口需要采取長期、廣泛的方法：1）擴大 STEM 學生群體，2）鼓勵更多 STEM 學生從事 STEM 職業，3）激勵更多 STEM 專業人士選擇在半導體行業工作。在每一個干預點，即使人才供應的邊際增長也可能對滿足必要的需求產生有意義的長期影響。

　　各種干預措施可以幫助推進這三個目標，包括有針對性的招聘和教育活動、獎學金、研究金、實踐經驗、對大學工程項目的支持、新設施和機會等等。《CHIPS 和科學法案》通過建立國家半導體技術中心、專注于半導體的美國制造研究所、國家先進封裝制造計劃、擴大的 NIST 計量研究、國防部微電子共享、國家科學基金會 CHIPS 勞動力和教育基金以及其他機構，為實現這三個目標提供了重要的潛在支持。重要的是，我們的分析表明，加強國內 STEM 人才儲備，特別是碩士和博士水平的人才儲備，是一項代際挑戰，任何努力都需要從今天開始，以便到 2030 年充分滿足行業對技術人才的需求。

　　STEM 管道范圍從幼兒園到博士。提高 K-12 學生對 STEM 興趣的項目尤其重要，特別是在技術和半導體相關科目中，尤其是在該行業致力于擴大來自代表性不足背景的勞動力的情況下。這對于擴大整體人才庫至關重要。

　　建議 3：在美國經濟中留住并吸引更多國際高級學位學生。

　　擴大美國公民學生在 STEM 領域攻讀高級學位的國內渠道的過程將需要數年或數十年才能取得成果。與此同時，我們估計每年約有 16,000 名碩士和博士級別的國際工程師離開美國。僅就半導體行業而言，預計到本十年末，這些人才的流失將造成約 17,000 名碩士和博士工程師的缺口。簡而言之，在可預見的未來，僅靠美國公民畢業生無法真正解決擁有高級工程和計算機科學學位的人員的勞動力缺口。

　　在美國學院和大學，超過 50% 的工程碩士畢業生和超過 60% 的工程博士畢業生是外國公民。無論是出于選擇還是由于美國移民政策，來自美國院校的約 80% 的 STEM 外國碩士畢業生和 25% 的外國 STEM 博士畢業生在畢業后沒有留在美國。

　　如此高的比例意味著，提供更容易的獲得美國永久居留權的途徑有可能立即增加半導體行業和其他具有戰略重要性的技術行業的國內人才庫。高技能移民政策改革降低了美國公司招募和留住擁有高級學位的國際學生的障礙，有助于彌補半導體和其他關鍵技術行業面臨的近期技能差距。

　　在整個經濟范圍內，我們估計每年有 24,133 名外國工程畢業生離開美國。同時，我們預計整個經濟范圍內工程師的年度勞動力缺口為 26,642 人。對于占這一缺口約 15% 的半導體行業來說，每年招收 3,900 名國際工程畢業生（占每年離職人數的 15%）幾乎可以完全解決預計的短缺問題，特別是半導體行業每年短缺的 2,500 名碩士和博士級工程師。

　　大多數在美國完成高級學位課程的外國人都想留在美國工作，但在參加了一段時間的可選實踐培訓 (OPT) 計劃后最終未能成功獲得 H-1B簽證。這導致在美國接受過教育的外國優秀人才返回自己的祖國或在另一個提供居留權的國家尋找工作。這些研究生中的許多人都參與過美國政府或美國半導體公司資助的項目，這強調了保留此類專業知識和經驗的重要性和好處。在增加國內工程管道所需的時間內，解決這一緊迫短缺問題的改革對于應對這些挑戰將非常有效。

　　旨在留住更多外國人的長期政策，例如放寬外國 STEM 畢業生獲得美國長期工作許可和居留權的途徑，包括“green card stapling”計劃或為半導體創新者保留部分年度 H-1B 簽證，可能會在很大程度上縮小這一差距。此外，一些直接的監管變化可能包括保留可選實踐培訓計劃、改進 H-1B 注冊系統、有利的簽證重新驗證試點計劃以及減少綠卡系統中的 PERM 等待時間。

　　重要的是，除了努力增加外國 STEM 畢業生的保留率之外，一些需要高級工程學位的職位必須由美國公民擔任，因為這些職位涉及國家安全相關工作。這包括半導體行業中的一些角色，例如為先進武器系統設計芯片。雖然高級技術工人的大多數工作崗位不需要由美國公民擔任，但與這些國家安全相關職位相關的關鍵需求耗盡了本已很小的高級工程項目美國公民畢業生，從而增加了招聘剩余人才的需求，而這些人才中外國人比例過高。

　　結論

　　由于所有經濟部門對依賴半導體的尖端技術的需求不斷增加以及《芯片和科學法案》的頒布，美國半導體行業有望在本世紀末及以后實現快速增長。因此，隨著公司擴張和開設新的制造工廠以及半導體設計和研發機構，該行業將需要增加國內勞動力。如果不采取行動來解決具備必要技能和資歷的工人的缺口，以填補這種增長帶來的就業崗位，美國可能無法充分發揮未來幾年預期的產能增長、供應鏈彈性和技術創新領導力的潛力。

　　根據我們的預測，到 2030 年，美國半導體行業的勞動力預計將增長約三分之一，增加約 115,000 個工作崗位，其中 85,000 個屬于技術崗位（技術人員、工程師和計算機科學家）。除此之外，還需要招聘 153,000 個現有技術職位的替代人員，到 2030 年，員工總數將達到 238,000 人。滿足這一需求將是一項挑戰，特別是考慮到相鄰行業對所有教育水平和技能的合格和多樣化人才的競爭。

　　該報告估計，從 2023 年到 2030 年，半導體行業的勞動力市場缺口為 67,100 名工人：26,400 名技術人員、27,300 名工程師和 13,400 名計算機科學家。

　　本報告建議擴大現有的教育計劃以培訓技術人員，特別關注需求大幅增長的地區。80% 的技術人員在 6 至 24 個月內獲得了認證，半導體公司已經開始制定和擴大新員工招聘和培訓計劃。

　　對于工程師和計算機科學家來說，高等教育項目通常需要四到十年的時間，因此有必要采取更廣泛的努力來擴大 STEM 渠道。縮小這些差距需要制定全面的 STEM 戰略，首先要提高學生對 K-12 級別 STEM 機會的興趣。在大學階段，應該鼓勵這些學生從事 STEM 職業，并讓他們了解半導體行業的就業機會。行業、教育機構和政府都可以發揮重要作用，讓這些機會的好處更加明顯。

　　增加美國公民中工程和計算機專業畢業生的供應，特別是碩士和博士級別的畢業生，其中大多數畢業生是外國人，對于實現經濟和國家安全目標至關重要。然而，從短期到中期來看，考慮到培養這些人才需要很長的時間，留住更多美國院校的外國畢業生至關重要。

　　所有行業的技術人員、工程師和計算機科學專業人員的可持續和可預測的供應對于美國的國家安全、競爭力和創新至關重要，并保證美國消費者和企業所需的最終產品的供應。美國半導體制造、設計和研發的成功取決于行業、政府和教育的領導力，以迎接挑戰并最大限度地利用未來的世代機會。

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