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Nachdem pandemiebedingte Lieferkettenprobleme zu einem weltweiten Halbleiter-Engpass führten und die US-Wirtschaft allein im Jahr 2021 um über 200 Milliarden US-Dollar geschwächt haben, hat die Biden-Administration ein umfangreiches Engagement für die Förderung der Halbleiterfertigung in den USA angekündigt.
Mit Inkrafttreten des CHIPS Act im August 2022 werden über 50 Milliarden US-Dollar in die US-Halbleiterindustrie investiert. Dieser beispiellose Finanzimpuls hat eine „Fertigungsrenaissance“ in den USA ausgelöst: Branchengrößen wie Intel, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) und Samsung haben den Bau großer Fertigungsstätten im ganzen Land angekündigt. Ein schnell wachsendes Problem ist jedoch die Frage, ob es in den kommenden Jahren genügend Fachkräfte in den USA gibt, um die steigende Nachfrage nach Arbeitskräften zu decken. Genau dies bleibt die größte potenzielle Hürde für ein dynamisches Wiederaufleben dieser global bedeutsamen Industrie.
Um diesem drohenden Arbeitskräftemangel in der Halbleiterbranche zu begegnen – der durch verschiedene Studien und Berichte im letzten Jahr deutlich geworden ist – arbeiten Halbleiterhersteller, Bundesstaaten und Universitäten gemeinsam daran, Lehre, Ausbildung und Studienangebote im Hochschulbereich zu beschleunigen. Nachfolgend haben wir eine Auswahl bedeutender Initiativen zusammengestellt, die landesweit eingeführt wurden, um die universitäre Nachwuchsförderung zu stärken und den amerikanischen Halbleiter-Arbeitsmarkt auszubauen. (Hinweis: Diese Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und enthält nicht die Fördermittel von 45 Millionen US-Dollar der National Science Foundation für verschiedene Universitäten.)
1. Hochschule: The Ohio State University
Bundesstaat: Ohio
Förderer: Intel
Investition: 4,5 Millionen US-Dollar
Was gefördert wird: Im Oktober letzten Jahres vergab Intel drei Fördermittel in Höhe von insgesamt 4,5 Millionen US-Dollar an die Ohio State University und weitere Partnerinstitutionen. Mit 3 Millionen US-Dollar dieser Summe errichtet Ohio State gemeinsam mit Hochschulen in Ohio das „Center for Advanced Semiconductor Fabrication Research and Education (CAFE)“. CAFE wird ein interdisziplinäres Forschungs- und Bildungszentrum mit Fokus auf die Entwicklung von Fachkräften für die Halbleiterfertigung im Bundesstaat – mit praxisorientierten Lernprogrammen. Beteiligt sind unter anderem Ohio University, University of Cincinnati, Oberlin College und Kenyon College.
Ein zweites Förderpaket von knapp 1,5 Millionen US-Dollar unterstützt eine von Ohio State geleitete Partnerschaft zur Förderung von mehr Diversität in der Halbleiterfertigung. Im Programm „Ohio Partnership for a Diverse and Inclusive Semiconductor Ecosystem and Workforce“ kooperieren landesweit Hochschulen – darunter auch historisch afroamerikanische Colleges und technische Zentren. Ziel ist es, durch neue Lehrpläne für Bildungsvielfalt, breitere Einführungskurse und virtuelle Zugänge zu modernen Halbleitertechnologien – inklusive Reinraum – die Halbleiterbranche in Ohio attraktiver und zugänglicher zu machen.
Schließlich wurde eine dritte Förderung einem Team der Ohio State für innovative Anwendungen im Bereich Quantencomputing zugesprochen. Schwerpunkt ist dabei die Integration von Intels Quantum Software Developer Kit (SDK) in die Lehrpläne.
2. Hochschule: University of Illinois Urbana-Champaign
Bundesstaat: Illinois
Förderer: Samsung Austin Semiconductor
Investition: Jährlich 1 Million US-Dollar
Was gefördert wird: Im August gab Samsung Austin Semiconductor die 5-Star Workforce Development Plan bekannt – eine nationale Initiative, um Nachwuchskräfte für die Halbleiterfertigung zu gewinnen, angefangen bei K-12-Schulen bis hin zu Hochschuleinrichtungen und Ingenieurstudiengängen im MINT-Bereich (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik).
Im Rahmen dieses Programms fördert Samsung Austin Semiconductor jährlich die Grainger College of Engineering der University of Illinois Urbana-Champaign. Damit kann die Hochschule ihre Ressourcen und Studienangebote für Halbleiter-interessierte Studierende gezielt ausbauen. Insbesondere startet das „Samsung Semiconductor Technology Program“, das 50 Stipendiatinnen und Stipendiaten akademisch unterstützt und beim Aufbau technischer Kompetenzen im neuen Halbleiter-Nebenfach der Universität begleitet.
3. Hochschule: Michigan State University und Lansing Community College
Bundesstaat: Michigan
Förderer: Michigan Economic Development Corporation (MEDC)
Investition: 3,6 Millionen US-Dollar
Was gefördert wird: Im Oktober 2023 verkündete die MEDC eine Investition von 3,6 Millionen US-Dollar zur Stärkung Ausbildung und Karrieremöglichkeiten in der regionalen Halbleiterindustrie. Die Mittel verteilen sich auf mehrere Hochschulen in Michigan – darunter Michigan State University, Lansing Community College, Wayne State University, Michigan Technological University und Oakland University.
Die Michigan State University erhält davon 148.000 US-Dollar für ein Programm speziell für Schüler der Mittel- und Oberstufe in Michigan, um das Bewusstsein für den Karrieresektor Halbleiterindustrie bei Jugendlichen zu steigern, die diesen Bereich bislang als zu komplex wahrgenommen haben. Laut Leo Kempel, Dekan des College of Engineering, fördern die Mittel gezielt Berufsorientierung und das Branchenverständnis für Halbleiter bei jungen Menschen.
Lansing Community College wiederum nutzt 300.000 US-Dollar für das „Technician Quick Start Boot Camp“. In diesem zehntägigen Intensivprogramm erwerben Teilnehmende eine Zertifizierung, die sie für Einstiegspositionen als Techniker in der Halbleiterbranche qualifiziert.
4. Hochschule: College of Western Idaho
Bundesstaat: Idaho
Förderer: Idaho Workforce Development Council (IWDC)
Investition: 4,2 Millionen US-Dollar
Was gefördert wird: Letzten Herbst gab der Halbleiterhersteller Micron Technology, Inc. – spezialisiert auf DRAM-, NAND- und NOR-Speicher – den Bau einer neuen Fertigungsstätte für 15 Milliarden US-Dollar in Boise, Idaho, bekannt. Kurz darauf bewilligte der Idaho Workforce Development Council 4,2 Millionen US-Dollar für das College of Western Idaho, um die Fachkräftebasis für Microns neue Fabrik und die gesamte Halbleiterwirtschaft Idahos gezielt auszubauen.
Das College of Western Idaho verwendet diese Mittel zum Ausbau seines Studiengangs Advanced Mechatronics Engineering Technology (AMET). Das interdisziplinäre AMET-Studium vereint Maschinenbau, Informatik und Softwareentwicklung und vermittelt Kompetenzen für Tätigkeiten als Techniker im Bereich Halbleiterfertigung und weitere Hightech-Disziplinen. Laut Wendi Secrist, Executive Director des IWDC, wird damit die „Kapazität des AMET-Programms verdoppelt“. Studierende können sich zusätzlich für ein Praktikum bei Micron Technology, Inc. am Unternehmensstandort Boise bewerben.
5. Hochschule: Virginia Tech
Bundesstaat: Virginia
Förderer: Growth and Opportunity for Virginia (GO Virginia)
Investition: 3,3 Millionen US-Dollar
Was gefördert wird: GO Virginia, eine von Wirtschaftsvertretern des Staates geleitete Initiative zur Standortstärkung, fördert Virginia Tech und ein breites Konsortium von Hochschulen beim Aufbau der Virginia Alliance for Semiconductor Technology (VAST). Der Hauptsitz von VAST ist am Virginia Tech Research Center, zudem werden dezentrale Forschungsstellen an weiteren Hochschulen eingerichtet. Zentrales Ziel ist die Steigerung von Effizienz und Zusammenarbeit im gesamten Halbleiter- und Nanotechnologie-Ökosystem Virginias. Dazu schafft VAST ein Netzwerk von Laboren, Reinräumen und Mikroelektronik-Equipment, das Studierenden, Fachkräften und kleinen Unternehmen Zugang zu Spitzentechnologie bietet und diese exklusiven Bereiche öffnet.
Ergänzend zu diesem Netzwerk startet VAST die Initiative „Fast Track to Semiconductor Careers“ für Erwachsene mit drei zehntägigen Zertifikatsprogrammen: Chip-Fertigung und Nano-Charakterisierung, Halbleiter-Packaging und Charakterisierung sowie Wartung und Instandhaltung von Halbleiteranlagen. „Fast Track to Semiconductor Careers“ richtet sich besonders an Veteranen und unterrepräsentierte Bevölkerungsgruppen und will innerhalb von zwei Jahren 600 Teilnehmende qualifizieren.
6. Hochschule: University of Texas at Austin
Bundesstaat: Texas
Förderer: Samsung Electronics und Samsung Austin Semiconductor
Investition: 3,7 Millionen US-Dollar
Was gefördert wird: Die Cockrell School of Engineering der UT Austin erhält zwei Förderungen vom Halbleiter-Konzern. Die erste, von Samsung Electronics, umfasst 2,7 Millionen US-Dollar, um mehr Studierende in die Halbleiterbranche zu bringen. Diese Mittel fließen in Stipendien für Bachelor- und Förderungen für Masterstudierende mit Karriereambitionen im Halbleitersektor und unterstützen Abschlussarbeiten. Ein Teil wird zudem zur Modernisierung des universitätseigenen Fab Labs eingesetzt, um die Ausbildung im Reinraum auszuweiten und neue Forschung zu ermöglichen.
Zusätzlich bringt sich Samsung Austin Semiconductor mit einem weiteren Zuschuss von 1 Million US-Dollar im Rahmen der 5-Star Workforce Development Initiative ein. Diese wird die curriculare Entwicklung an Bildungseinrichtungen weiter vorantreiben und den Talent-Pipeline in die Halbleiterbranche stärken. Beide Förderungen wurden im September verkündet.
7. Hochschule: Georgia Tech
Bundesstaat: Georgia
Förderer: Semiconductor Research Corporation (SRC) und Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)
Investition: 65,7 Millionen US-Dollar
Was gefördert wird: Das Investment in Georgia Tech unterscheidet sich deutlich von den Förderungen der großen Halbleiterunternehmen und staatlichen Stellen. Im vergangenen Jahr gaben SRC, ein Forschungsverbund der Halbleiterindustrie, und DARPA als Forschungseinrichtung des US-Verteidigungsministeriums das Joint University Microelectronics Program 2.0 (JUMP 2.0) bekannt. Dieses ambitionierte Programm mit breiter Wirkung für US-Wirtschaft und nationale Sicherheit unterstützt universitäre Forschung zur Weiterentwicklung „breiter Elektronikspektren für kommerzielle und militärische Anwendungen“.
Konkret fördert JUMP 2.0 „risikoreiche, potenziell bahnbrechende Forschung an sieben thematisch ausgerichteten Zentren“, die zentrale Zukunftstechnologien erschließen sollen. Georgia Tech wurde beauftragt, zwei dieser Zentren zu leiten – eines mit Schwerpunkt auf Kognition, das andere auf intelligente Sensorik. Das Center for the Co-Design of Cognitive Systems (CoCoSys) forscht an neuen KI-Anwendungen für kritische Einsatzbereiche. Das Center on Cognitive Multispectral Sensors (CogniSense) entwickelt neue Methoden für elektronische Sensoren, die dynamischer und anpassungsfähiger sind als heutige Technologien. Beide sind an der School of Electrical and Computer Engineering (ECE) angesiedelt.
Zusammen zeigen diese beiden Zentren an der Georgia Tech, wie wichtig und vielfältig die Halbleiterforschung im aktuellen Jahrzehnt geworden ist. Die gezielte, umfangreiche Investition von DARPA und dem Verteidigungsministerium in diese hochspezialisierten Bereiche unterstreicht die maßgebliche Bedeutung dieser Technologien – von Radar- und Waffensystemen bis hin zu zukünftigen globalen Mikroelektronikkonflikten.
