Approfondimenti strategici sul calcolo dei costi dei circuiti integrati per gli ingegneri dei costi
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Il calcolo preciso dei componenti dei semiconduttori è uno dei compiti più impegnativi nel campo della gestione dei costi tecnici. Il calcolo dei costi dei circuiti integrati, in particolare, richiede una profonda comprensione dei complessi processi produttivi, dei costi dei materiali e dell'infrastruttura di macchinari ad alta intensità di investimento associati alla produzione di questi componenti chiave. Per gli ingegneri dei costi, costituisce la base per decisioni di approvvigionamento e negoziazioni di prezzo ben fondate.
Al centro c'è un approccio metodico strutturato dal basso verso l'alto che tiene conto di tutti gli elementi di costo diretti e indiretti lungo la catena del valore dei circuiti integrati. A partire dalla produzione dei wafer, passando per i processi front-end - che trasferiscono il progetto del circuito sul wafer di silicio - fino al back-end, che comprende l'imballaggio e il collegamento elettrico, tutte le fasi del processo sono analizzate in dettaglio.
Il dominio dei costi del processo front-end è particolarmente degno di nota: secondo l'analisi, circa l'80% dei costi totali di produzione di un circuito integrato è attribuibile al processo del wafer, con la litografia che da sola rappresenta circa il 25% di questi costi. Questa fase del processo è considerata quella a maggiore intensità di capitale, a causa di sistemi di esposizione estremamente costosi come i sistemi DUV o EUV. Ad esempio, un singolo sistema EUV costa fino a 300 milioni di dollari, un investimento che determina in modo significativo i costi unitari.
Con una quota di circa il 35%, anche le spese generali svolgono un ruolo centrale nel calcolo complessivo. Esse comprendono non solo l'amministrazione e le spese generali, ma anche il personale ad alta qualificazione, i servizi di struttura, la tecnologia della camera bianca e l'infrastruttura IT. Il loro ammontare varia notevolmente a seconda dell'ubicazione del sito produttivo: ad esempio, le fabbriche di Taiwan e degli Stati Uniti hanno strutture di costo molto diverse. Il benchmarking regionale è quindi un fattore chiave per ottenere modelli di costo validi.
In confronto, i processi di back-end come il taglio, l'incollaggio, lo stampaggio e l'imballaggio finale sembrano inizialmente di secondaria importanza, rappresentando circa il 20% dei costi di produzione. Tuttavia, i requisiti di qualità del processo e di automazione sono in costante aumento, soprattutto in questo caso, poiché le strutture sensibili devono essere protette in modo affidabile e contattate elettricamente.
Per la stima dei costi parametrici, invece, si utilizzano parametri macro come il numero di core della CPU, la dimensione della memoria, la frequenza di clock e il tipo di alloggiamento. Questo metodo è particolarmente adatto per dati incompleti o per le prime fasi di sviluppo. Tuttavia, il bottom-up costing rimane il metodo di scelta per modelli di costo trasparenti e precisi, in quanto tiene conto dell'effettiva complessità tecnica e della spesa legata alle risorse.
In definitiva, l'approccio qui descritto non solo consente di calcolare con precisione i costi dei circuiti integrati, ma supporta attivamente i cost engineer nel riconoscere i driver di costo, nel negoziare i prezzi tecnici target e nel simulare scenari in caso di cambiamenti di posizione o di tecnologia. La combinazione di comprensione tecnica, valutazione economica e conoscenza del mercato è essenziale per rendere giustizia alla crescente complessità dei circuiti integrati moderni.
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