Cálculo ascendente de costes de semiconductores: una visión precisa de los costes para los ingenieros de costes
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El método de cálculo de costes ascendente se ha consolidado como una herramienta indispensable para los ingenieros de costes de la industria de semiconductores. Debido a la creciente complejidad de los circuitos integrados (CI) y al aumento simultáneo de las exigencias de transparencia y rentabilidad, el análisis detallado de todas las fases de fabricación reviste una importancia crucial.
La producción de un circuito integrado consta de varias fases: Producción de obleas, proceso front-end y proceso back-end. Como parte de un cálculo ascendente, cada paso del proceso -desde la producción de obleas en bruto hasta el embalaje final- se analiza en función de sus costes de material, maquinaria y gastos generales. Este método permite realizar una estimación de costes bien fundamentada y sienta las bases para la toma de decisiones estratégicas en materia de compras, desarrollo y gestión de la cadena de suministro.
Una de las principales conclusiones del libro blanco subyacente es que alrededor del 80 % del coste total de un circuito integrado se debe al proceso frontal, especialmente a la litografía. El proceso litográfico por sí solo representa alrededor del 25 % de los costes totales de producción, lo que se debe en parte a los inmensos costes de inversión en sistemas EUV o DUV. Para los ingenieros de costes, esto significa que esta área en particular es un factor de coste crítico, cuya optimización puede tener una influencia considerable en el cálculo global.
La producción de obleas comienza con la fabricación de lingotes de silicio monocristalino mediante el proceso Czochralski. Estos lingotes se cortan en finas láminas, se lapean, se graban y se limpian, todas ellas fases del proceso que requieren gran precisión y equipos modernos. Los requisitos de pureza del material y precisión de la maquinaria son cada vez mayores, sobre todo en los nodos tecnológicamente avanzados, lo que repercute directamente en la estructura de costes.
El procesamiento frontal posterior es la parte más compleja de la producción de circuitos integrados. Aquí es donde las estructuras eléctricas del chip se implementan en la oblea mediante litografía, grabado, dopaje y metalización. Cada una de estas fases requiere mucho material y capital, sobre todo por el uso de productos químicos caros y equipos muy complejos. La reducción continua del tamaño de las estructuras por debajo de 5 nm exige no sólo unas condiciones de fabricación precisas, sino también sistemas EUV extremadamente caros con costes de hasta 300 millones de dólares por dispositivo.
En cambio, el proceso back-end parece comparativamente menos costoso, ya que "sólo" representa en torno al 20% de los costes totales. No obstante, también aquí es necesario un desglose detallado de los costes. La separación de las matrices, la unión de los hilos, el empaquetado en la carcasa (por ejemplo, BGA-416) y los procesos finales de prueba y marcado implican importantes costes de material y mano de obra, sobre todo si hay que cumplir normas de alta calidad, como ocurre en los sectores de automoción o aeroespacial.
Hay que prestar especial atención a los gastos generales, que suelen representar el 35% de los costes totales. Incluyen gastos indirectos como el mantenimiento de la sala blanca, el suministro de energía, la infraestructura informática y el personal altamente cualificado. Estos gastos varían mucho en función del lugar de producción, el nodo tecnológico y el grado de automatización. Los modelos de evaluación comparativa, adaptados a las condiciones regionales (por ejemplo, Taiwán frente a EE.UU.), ayudan a obtener estimaciones de costes realistas y comparables.
El método de cálculo de costes ascendente ofrece a los ingenieros de costes la oportunidad de identificar los factores reales de coste a lo largo de toda la cadena de valor. Esto permite tomar decisiones bien fundadas sobre la selección de proveedores y la negociación de precios. Aunque este método requiere amplios conocimientos técnicos y datos, es la clave para una estructura de costes transparente y sostenible en la fabricación de circuitos integrados.
El perfeccionamiento de este método para convertirlo en un modelo de costes basado en parámetros que vincule los datos técnicos con los específicos del mercado ya está en marcha y promete una precisión y pertinencia aún mayores para futuros cálculos.
Puedes consultar el libro blanco completo aquí:
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