Estimativa de custos de CI: Estrutura de custos transparente para a produção de semicondutores

O cálculo dos custos dos circuitos integrados (CI) é um dos desafios mais exigentes para os engenheiros de custos na produção eletrónica. Embora os circuitos integrados sejam componentes centrais dos dispositivos modernos - seja no sector automóvel, aeroespacial ou no domínio da inteligência artificial - a sua estrutura de custos permanece frequentemente opaca. O livro branco "Cálculo de Custos de Circuitos Integrados" fornece uma visão sólida do cálculo de custos ascendente e é, portanto, uma ferramenta valiosa para a estimativa de custos de CI para profissionais de gestão de custos.

Um dos principais resultados do estudo é a constatação de que cerca de 80% dos custos totais de um CI são incorridos no processo de front-end, ou seja, durante a produção e exposição da bolacha. Apenas 20% são contabilizados no back end, ou seja, na embalagem e na entrega final. Esta constatação permite uma avaliação e um controlo orientados dos factores que determinam os custos.

O processo de fabrico começa com a produção de bolachas através do processo Czochralski. Aqui são produzidos wafers de silício de elevada pureza, cuja qualidade e diâmetro têm uma influência significativa nos custos subsequentes. Mesmo nesta fase inicial, são efectuados investimentos elevados em maquinaria, como serras de fio e sistemas de limpeza, bem como em consumíveis, como agentes de gravação e água desionizada. A complexidade do processo de fabrico das bolachas reflecte-se diretamente no preço, especialmente no caso das bolachas de 300 mm, que são necessárias para as tecnologias modernas.

No processo de front-end subsequente, a estrutura do CI é projectada na bolacha utilizando litografia. Esta fase é considerada a parte da produção com maior intensidade de capital. As máquinas de exposição utilizadas - sejam elas DUV ou EUV - determinam não só a resolução dos circuitos, mas também a maior parte dos custos das máquinas. Para nós avançados com estruturas inferiores a 10 nm, não há alternativa à tecnologia EUV, cujos preços das máquinas podem atingir os 300 milhões de dólares. Na prática, isto significa que a litografia representa, por si só, cerca de 25 % do custo total de um circuito integrado.

Para além dos custos diretos de produção, os factores indirectos também desempenham um papel fundamental. Os custos gerais - que incluem infra-estruturas, manutenção de salas limpas, TI e pessoal, por exemplo - representam, em média, cerca de 35% dos custos totais de CI. Estes custos variam muito consoante o local de produção, a complexidade do processo e o grau de automatização. Uma estratégia de aferição regional precisa é, por conseguinte, essencial para os engenheiros de custos, a fim de modelar preços competitivos.

O processo de back-end, o último passo antes da entrega, envolve o corte dos wafers à medida, a ligação dos fios e a embalagem em caixas (por exemplo, BGA-416). Mesmo que apenas cerca de um quinto dos custos totais sejam incorridos aqui, os requisitos específicos - como a elevada resistência ao impacto ou dissipadores de calor complexos - podem aumentar significativamente esta proporção.

O método ascendente aqui apresentado permite uma estimativa detalhada dos custos de CI, tornando transparentes os custos de investimento, de material e de processo. Em contraste com os modelos paramétricos, oferece maior precisão, mas requer conhecimentos técnicos alargados. Num contexto estratégico, esta metodologia não só permite decisões bem fundamentadas de compra ou venda, como também o desenvolvimento de preços-alvo realistas para aquisição.

Conclusão: A estimativa de custos de CI não é um processo estático, mas requer uma adaptação contínua às mudanças tecnológicas e de mercado. O livro branco aqui referido fornece uma base sólida para a implementação de estratégias práticas de cálculo de custos e é uma leitura obrigatória para qualquer pessoa envolvida na análise de custos de semicondutores.

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