الحساب التصاعدي التفصيلي للدوائر المتكاملة من الأسفل إلى الأعلى: تحليل هياكل التكلفة بشفافية في شبه الإنتاج

في صناعة أشباه الموصلات اليوم، يعتبر الحساب التصاعدي للدوائر المتكاملة من أسفل إلى أعلى طريقة رئيسية لتحديد تكاليف تصنيع الدوائر المتكاملة بدقة. بالنسبة لمهندسي التكاليف على وجه الخصوص، يتيح هذا النهج تحليلاً دقيقاً للتكاليف المباشرة وغير المباشرة على طول سلسلة القيمة بأكملها - من الرقاقة إلى العبوة النهائية.

وتعتمد العملية على تحليل مفصل لجميع خطوات الإنتاج الفردية ومتطلبات كل منها من الموارد. وبدءًا من إنتاج الرقائق، التي تنتج بلورات السيليكون عالية الجودة باستخدام عملية تشوكرالسكي، يمكن بالفعل تحديد مكونات التكلفة الرئيسية في هذه المرحلة المبكرة من الإنتاج. ويساهم استخدام السيليكون عالي النقاء ومدخلات الطاقة وخسائر المواد عند نشر السبائك إلى رقائق مساهمة حاسمة في التكلفة الإجمالية.

في العملية الأمامية اللاحقة، يتم نقل البنية الكهربائية للدائرة المتكاملة إلى الرقاقة. وتهيمن الطباعة الحجرية هنا باعتبارها أكثر خطوات العملية كثافة من حيث التكلفة والتكنولوجيا. وهي حاسمة بالنسبة لحجم الهيكل وكثافة التعبئة ووظائف المكون. وكلما كانت العقد التكنولوجية أصغر، زاد الطلب على أنظمة الطباعة الحجرية المستخدمة. وفي حين أن الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية فوق البنفسجية المدمجة لا تزال كافية للعديد من الدوائر المتكاملة القياسية، فإن تقنية الأشعة فوق البنفسجية فوق البنفسجية الأوروبية مطلوبة لأحدث الرقائق - باستثمارات في الماكينات تصل إلى 300 مليون دولار أمريكي لكل نظام. يأخذ حساب القالب التصاعدي للدوائر المتكاملة هذه التكاليف الاستثمارية المرتفعة في الاعتبار من خلال الاستهلاك الخطي في تخصيص التكلفة لكل قالب منتج.

كما يتطلب تصنيع الدوائر المتكاملة أيضًا عددًا من العمليات الأخرى مثل الطلاء والتخدير والحفر والتلميع. وتترتب على كل خطوة تكاليف محددة بسبب الوقت الذي تستغرقه الماكينة ومواد المعالجة مثل مواد الحفر الضوئي وعوامل الحفر والغازات الخاصة بالإضافة إلى جهود التنظيف اللازمة. يتم تسجيل جميع هذه التكاليف بشفافية في عملية حسابية كاملة من الأسفل إلى الأعلى وتخصيصها للمكونات الفردية وفقًا لمصدرها.

وبمجرد اكتمال إنتاج الواجهة الأمامية، تتبعها العملية الخلفية التي يتم فيها فصل القالب الفردي وتوصيله وتغليفه. وعلى الرغم من أن مرحلة العملية هذه تمثل حوالي 20% فقط من التكلفة الإجمالية للدوائر المتكاملة إلا أنه لا ينبغي إهمالها. وعلى وجه الخصوص، يستلزم الربط السلكي والتغليف والاختبار النهائي للمكونات تكاليف مواد وعمالة متفاوتة. وبالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يتم إسناد هذه الخطوة العملية إلى شركات متخصصة في مجال التشغيل والصيانة.

تُعد النفقات العامة مكونًا أساسيًا في حساب القاعدي التصاعدي. وهي تمثل في المتوسط حوالي 35% من إجمالي تكاليف الإنتاج وتشمل نفقات الموظفين وتشغيل المباني والبنية التحتية وأنظمة تكنولوجيا المعلومات وضمان الجودة. يعد التسجيل الدقيق لهذه التكاليف أمرًا ضروريًا لقابلية المقارنة وموثوقية الحساب. وتساعد المعايير القياسية الصناعية القياسية - التي تتكيف مع الاختلافات الإقليمية - في التحقق من المعقولية.

وتظهر نتيجة ملحوظة للحساب التصاعدي لمتحكم دقيق 32 بت المعروضة في الأدبيات المتخصصة أن الطباعة الحجرية وحدها تمثل حوالي ربع التكاليف الإجمالية. إن الكثافة الرأسمالية العالية لهذه التكنولوجيا ووظيفتها الرئيسية في عملية الإنتاج تجعلها عامل التكلفة الحاسم في إنتاج أشباه الموصلات. كما يتم تحليل تكاليف المواد مثل الأقنعة الضوئية، التي يمكن أن يصل سعرها إلى الملايين بالنسبة للعقد المتقدمة، بالتفصيل.

وبالتالي، لا يوفر الحساب التصاعدي للدوائر المتكاملة فهماً تفصيلياً لتكاليف إنتاج مكون أشباه الموصلات فحسب، بل يخلق أيضاً أساساً موثوقاً لقرارات العمل في الشراء وتخطيط التكاليف وحساب عروض الأسعار. إنها أداة لا غنى عنها لمهندسي التكاليف لتقييم السيناريوهات التقنية والاقتصادية في سلسلة التوريد العالمية المتزايدة التعقيد.

📄 ورقة بيضاء تنزيل: White_Paper_Cost_Calcalcountculation_Integrated_Circuits.pdf