IC İmalat Maliyet Dağılımı

Entegre devrelerin (IC) üretimi, teknik hassasiyet, malzeme kalitesi ve altyapı koşullarına ilişkin önemli talepler getiren oldukça karmaşık, sermaye yoğun bir süreçtir. Maliyet mühendisleri için, şeffaf hesaplamalar yapabilmek ve stratejik satın alma ve maliyet yönetiminde sağlam temellere dayanan kararlar alabilmek için IC üretiminin münferit maliyet bileşenlerini ayrıntılı olarak anlamak çok önemlidir.

IC üretimi üç ana sürece ayrılır: Wafer üretimi, ön-uç ve arka-uç işleme. Özellikle devre düzeninin silikona uygulandığı ön uç işleme, toplam maliyetlerin en büyük payını oluşturmaktadır. Sağlanan teknik dokümanda belgelenen aşağıdan yukarıya hesaplamaya göre, ön uç süreçler üretim maliyetlerinin yaklaşık %80 'ini oluşturmaktadır. Litografi süreci tek başına toplam maliyetlerin yaklaşık %25 'ini oluşturmaktadır - hem teknolojik hem de finansal açıdan yüksek talepler getiren önemli bir maliyet faktörüdür.

Bir gofretin üretimi, yüksek saflıkta silikonun eritildiği ve tek kristaller halinde çekildiği Czochralski işlemiyle başlar. Külçeler daha sonra ince diskler halinde kesilir ve kimyasal ve mekanik olarak işlenir. Bu aşamada bile maliyetler malzeme kalitesi, makine yatırımı ve süreç parametrelerinden etkilenir. Bu, satın alınması birkaç milyon dolara mal olabilecek yüksek hassasiyetli sistemler gerektirir.

Litografi, ön uç sürecinde merkezi bir rol oynar. Yapı desenlerinin çözünürlüğü büyük ölçüde kullanılan ışık kaynağına bağlıdır. DUV (derin ultraviyole) litografi birçok standart IC için yeterli olsa da, modern yüksek performanslı çiplerin üretimi giderek EUV (aşırı ultraviyole) teknolojisinin kullanılmasını gerektirmektedir. Sadece ASML tarafından üretilen EUV sistemleri, birim başına 300 milyon ABD dolarına kadar mal olmaktadır ve bu nedenle yüksek yatırım maliyetlerine önemli ölçüde katkıda bulunmaktadır.

Bir diğer önemli maliyet faktörü de malzemelerin, özellikle de wafer'ların, kimyasalların, gazların ve fotomaskların maliyetidir. Fotomasklar, daha fazla sayıda katmana ve daha sıkı toleranslara sahip olduklarından, gelişmiş yapı boyutlarında önemli ölçüde daha pahalı hale gelir. Bir dizi maskenin toplam maliyeti birkaç milyon doları bulabilir. Kalıp başına kesin malzeme maliyetlerini belirlemek zordur, çünkü bunlar büyük ölçüde verime, kusur yoğunluğuna ve kullanılan işlem parametrelerine bağlıdır.

Genel giderler genellikle hafife alınan ancak son derece önemli bir maliyet kalemidir. Bunlar arasında temiz oda bakımı, enerji tedariki, BT altyapısı, dolaylı işçilik ve genel yönetim maliyetleri yer alır. Ek kalite ve süreç kontrolleri gerekli hale geldikçe, özellikle gelişmiş üretim teknolojilerinde genel giderler önemli ölçüde artar. Gerçekçi bir hesaplama için bölgesel konum değerlendirmesine yönelik kıyaslama ölçütleri (örneğin ABD ve Tayvan) çok önemlidir.

Kalıp ayırma, elektriksel temas ve muhafaza tasarımı gibi arka uç süreçleri, toplam IC üretim maliyetlerinin yaklaşık %20 'sini oluşturmaktadır. Ön uçla karşılaştırıldığında daha düşük karmaşıklığa sahip olmasına rağmen, bu süreçler özel malzemeler, hassas makine rehberliği ve bazen manuel iş adımları gerektirir ve bu da maliyetleri etkiler.

Özetlemek gerekirse, güvenilir bir IC üretim maliyeti dökümü için eksiksiz bir aşağıdan yukarıya analiz gereklidir. Bu analiz yatırım maliyetlerini, malzeme maliyetlerini, süreç parametrelerini, bölgesel ve teknik özellikleri içermelidir. Maliyet mühendisleri için bu metodoloji, maliyet etkenlerini tanımlamak ve bunları kıyaslamalara, fiyat müzakerelerine veya yap ya da satın al kararlarına (açıkça isimlendirmeden) dahil etmek için temel oluşturur.

📄 Teknik incelemenin tamamını buradan görüntüleyebilirsiniz:

WhitePaper: Entegre Devrelerin Maliyet Hesaplaması (PDF)

‍