Yarı İletken Maliyet Etkenleri - Yarı iletken üretiminde maliyet mühendisleri için şeffaflık

Entegre devreler (IC'ler) günümüz elektronik dünyasında merkezi bir rol oynamaktadır. Yarı iletkenlerin artan minyatürleşmesi ve teknolojik karmaşıklığı, maliyet mühendisleri için büyük zorluklar oluşturmaktadır. Ürün geliştirme ve satın almada ekonomik olarak uygulanabilir kararlar verebilmek için "yarı iletken maliyet etkenlerini" hassas bir şekilde analiz etmek şarttır. Özellikle aşağıdan yukarıya yaklaşım, maliyet tahmini için güvenilir bir temel sağlar.

Yarı iletken üretimindeki ana maliyet blokları malzeme maliyetleri, üretim maliyetleri ve genel giderler olarak ayrılır. Ön uç üretim - devre yapılarının yonga plakası üzerinde oluşturulduğu süreç - özellikle önemlidir. Bu süreç zinciri litografi, aşındırma, iyon implantasyonu ve yüzey parlatmayı içerir. Niceliksel olarak, ön uç süreçler toplam IC üretim maliyetlerinin yaklaşık %80'ini oluştururken, litografi tek başına toplam maliyetlerin yaklaşık %25 'ini oluşturmaktadır.

Litografi sistemleri için gereken yatırım, baskın bir maliyet faktörüdür. En ince yapı boyutlarını 7 nm'nin altında üretmek için gerekli olan modern EUV litografi makineleri birim başına 300 milyon ABD dolarına kadar mal olmaktadır. Buna karşılık, DUV sistemlerinin fiyatları 50-100 milyon ABD doları arasında değişmektedir. Dolayısıyla litografi teknolojisinin seçimi, süreç derinliği ve uzun vadeli sermaye taahhüdü üzerinde belirleyici bir etkiye sahiptir.

Malzeme kullanımı da önemli bir rol oynamaktadır. Ham silikon, proses kimyasalları, özel gazlar, fotorezistler ve maske setleri değişken maliyetlerin önemli bir bölümünü oluşturmaktadır. Gelişmiş düğümlerde, saflık ve doğruluk gereksinimleri önemli ölçüde artmakta, bu da wafer ve maske setleri için daha yüksek fiyatlara yol açmaktadır. Özellikle maskeler için maliyetler, katman sayısına ve toleranslara bağlı olarak tasarım başına hızla birkaç milyona ulaşabilir.

Toplam maliyetlerin yaklaşık %35 ' ini oluşturan genel giderler de göz ardı edilmemelidir. Bunlar arasında personel, BT altyapısı, temiz oda işletimi, enerji tüketimi ve destek hizmetleri yer almaktadır. Üretim süreci ne kadar karmaşıksa, kalifiye uzman personel ve süreç izleme ihtiyacı da o kadar artar - özellikle de son derece gelişmiş düğümler için. Genel giderler büyük ölçüde lokasyona bağlı olduğundan, bölgesel temel rakamlara dayalı kıyaslama esastır.

Bir başka maliyet faktörü de tesis kullanımı ve üretim süresinden kaynaklanmaktadır. Birçok üretim adımı sıralı olduğundan ve pahalı makineler uzun süreler boyunca kullanıldığından, amortisman üretilen birim sayısına tam olarak dağıtılmalıdır. Bu nedenle proses uzunluğu, döngü süresi ve hurda oranı bir kalıbın birim maliyetini doğrudan etkiler.

Üretim maliyetlerinin yaklaşık %20'sini oluşturan arka uç alanında odak noktası yonga plakasının ayrılması, alt tabakalara bağlanması ve muhafazanın kalıplanmasıdır. Burada daha fazla el emeği gerekmesine rağmen, sermaye yoğunluğu nispeten düşüktür. Yine de bu alan genel hesaplamada ihmal edilmemelidir.

Maliyet mühendisleri için bu şu anlama gelir Gerçekçi bir maliyet tahmini, teknolojik parametrelerin ve ekonomik çerçeve koşullarının derinlemesine anlaşılmasını gerektirir. Yalnızca yapı boyutu, miktarlar, üretim teknolojisi ve konum faktörlerinin etkisini tam olarak değerlendirenler maliyet potansiyeli hakkında güvenilir açıklamalar yapabilir. Bu nedenle, en önemli yarı iletken maliyet etkenlerinin bilinmesi, yarı iletken endüstrisinde ürün maliyet optimizasyonuna ve tedarik stratejisine vazgeçilmez bir katkı sağlar.

🔗 Referans için tam whitepaper:

Teknik Doküman - Entegre Devrelerin Maliyet Hesaplaması (PDF)

‍