Estimación de costes de CI: estructura de costes transparente para la producción de semiconductores

El cálculo de costes de los circuitos integrados (CI) es uno de los retos más exigentes para los ingenieros de costes en la producción electrónica. Aunque los circuitos integrados son componentes centrales de los dispositivos modernos -ya sea en el sector de la automoción, en el aeroespacial o en el campo de la inteligencia artificial-, su estructura de costes a menudo sigue siendo opaca. El libro blanco "Cálculo de costes de circuitos integrados" ofrece una visión sólida del cálculo de costes ascendente y es, por tanto, una valiosa herramienta de estimación de costes de CI para los profesionales de la gestión de costes.

Un resultado clave del estudio es la constatación de que alrededor del 80% de los costes totales de un circuito integrado se producen en el proceso frontal, es decir, durante la producción y exposición de las obleas. Sólo el 20% corresponde a la fase posterior, es decir, el embalaje y la entrega final. Esta constatación permite evaluar y controlar con precisión los factores que determinan los costes.

El proceso de fabricación comienza con la producción de obleas mediante el proceso Czochralski. Aquí se producen obleas de silicio de gran pureza, cuya calidad y diámetro influyen notablemente en los costes posteriores. Incluso en esta fase inicial, se realizan grandes inversiones en maquinaria, como sierras de hilo y sistemas de limpieza, así como en consumibles, como agentes de grabado y agua desionizada. La complejidad del proceso de fabricación de obleas se refleja directamente en el precio, especialmente en el caso de las obleas de 300 mm, necesarias para las tecnologías modernas.

En el proceso frontal posterior, la estructura del circuito integrado se proyecta sobre la oblea mediante litografía. Esta fase se considera la más intensiva en capital de la producción. Las máquinas de exposición utilizadas, ya sean DUV o EUV, no sólo determinan la resolución de los circuitos, sino también la mayor parte de los costes de las máquinas. Para nodos avanzados con estructuras de menos de 10 nm, no hay alternativa a la tecnología EUV, cuyos precios de máquina pueden alcanzar los 300 millones de dólares. En la práctica calculada, esto significa que la litografía representa por sí sola alrededor del 25 % del coste total de un circuito integrado.

Además de los costes directos de producción, los factores indirectos también desempeñan un papel clave. Los gastos generales -que incluyen, por ejemplo, infraestructuras, mantenimiento de salas blancas, TI y personal- representan por término medio en torno al 35% de los costes totales de CI. Estos costes varían mucho en función del lugar de producción, la complejidad del proceso y el grado de automatización. Por ello, es esencial que los ingenieros de costes cuenten con una estrategia regional precisa de evaluación comparativa para poder modelar precios competitivos.

El proceso final, el último paso antes de la entrega, consiste en cortar las obleas a medida, unir los cables y empaquetarlas en carcasas (por ejemplo, BGA-416). Aunque aquí solo se incurre en alrededor de una quinta parte de los costes totales, los requisitos específicos -como una alta resistencia a los impactos o disipadores de calor complejos- pueden aumentar considerablemente esta proporción.

El método ascendente que aquí se presenta permite estimar con detalle los costes de CI al hacer transparentes los costes de inversión, material y proceso. A diferencia de los modelos paramétricos, ofrece mayor precisión, pero requiere amplios conocimientos técnicos. En un contexto estratégico, esta metodología no sólo permite tomar decisiones fundadas de compra o venta, sino también elaborar precios objetivo realistas para la adquisición.

Conclusión: La estimación de costes de CI no es un proceso estático, sino que requiere una adaptación continua a los cambios tecnológicos y del mercado. El libro blanco al que aquí se hace referencia proporciona una base sólida para la aplicación de estrategias prácticas de cálculo de costes y es de lectura obligada para cualquiera que se dedique al análisis de costes de semiconductores.

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