Yarı iletken üretiminde maliyet yapısı - maliyet mühendisleri için şeffaf bir bakış
.png)
Yarı İletken Üretiminde Maliyet Yapısı - Maliyet Mühendisleri için Şeffaf Bir Bakış
Yarı iletken bileşenlerin artan karmaşıklığı ve minyatürleşmesi sadece teknolojik gereksinimleri değil, aynı zamanda hassas maliyet hesaplama ihtiyacını da artırmıştır. Maliyet mühendislerinin tüm IC üretim değer zinciri ("yarı iletken üretim maliyeti") boyunca temel maliyet etkenlerini şeffaf bir şekilde anlaması ve değerlendirmesi giderek daha önemli hale gelmektedir.
Entegre devreler (IC'ler) için üretim süreci üç ana aşamaya ayrılır: Yonga plakası üretimi, ön uç ve arka uç süreçleri. Ön uç süreçler - özellikle litografi - üretim maliyetlerinin çoğunu oluştururken, genel giderlerin doğru dağıtımı da gerçekçi genel maliyetlendirmede önemli bir rol oynar.
Wafer üretimi, monokristal silikon külçelerin üretimi için Czochralski süreci ile başlar. Kesme, taşlama ve temizleme işlemlerinden sonra bunlar, IC'nin temelini oluşturan kullanılabilir gofretlere dönüştürülür. Burada bile maliyetler, gofretin çapı ve saflığının yanı sıra istenen teknoloji düğümüne bağlı olarak önemli ölçüde değişmektedir.
Ön uç sürecinde devreler yonga plakasına uygulanır. Bu birkaç adımda gerçekleşir: oksidasyon, kaplama, pozlama (litografi), aşındırma, doping ve parlatma. Litografi, özellikle ileri düğümler (7 nm'nin altında) için EUV teknolojileri kullanıldığında, en yoğun maliyetli tek işlemdir. Tek bir EUV pozlama cihazı 300 milyon ABD dolarına kadar mal olabilir ve bu nedenle önemli bir yatırımı temsil eder. Buna göre, makine amortismanı, maliyet mühendislerinin hesaplamalarında dikkatle göz önünde bulundurmaları gereken baskın bir maliyet kalemidir.
Maliyet analizindeki bir diğer önemli husus da malzeme maliyetlerinin dahil edilmesidir. Bunlar sadece silikon yongaları değil, aynı zamanda yapı derinliği arttıkça daha karmaşık ve pahalı hale gelen kimyasal işlem malzemeleri, gazlar, fotorezistler ve maske setlerini de içerir - son teknoloji düğümler söz konusu olduğunda, set başına birkaç milyon dolara mal olabilirler.
Arka uç, çiplerin ayrılması, bir alt tabakaya uygulanması, tel bağlama yoluyla elektrik bağlantısı ve son kalıplamayı içerir. Bu bölüm toplam maliyetin sadece %20'sini oluştursa da, özellikle malzeme tüketimi ve işçilik maliyetleri açısından küçümsenmemelidir.
Geliştirilen maliyet yaklaşımı, yıllık 10 milyon adet üretim için BGA-416 muhafazalı 32 bitlik bir mikrodenetleyicinin aşağıdan yukarıya hesaplanmasına dayanmaktadır. Analiz, yonga plakası maliyetleri de dahil olmak üzere ön uç süreçlerinin toplam üretim maliyetlerinin yaklaşık %80'ini oluşturduğunu göstermektedir. Bu %80 içinde litografi tek başına yaklaşık %25'lik bir paya sahipken, toplam maliyetlerin %35'i BT, altyapı, enerji, kalifiye personel ve temizlik süreçleri de dahil olmak üzere genel giderler olarak sınıflandırılmaktadır. Bu giderler büyük ölçüde konuma ve sürece bağlıdır, bu nedenle havacılık veya kimyasallar gibi benzer yüksek teknoloji endüstrilerindeki kıyaslamalar genellikle yaklaşık bir değer olarak kullanılır.
Bu nedenle geçerli bir maliyet tahmini için sermaye ve işletme maliyetleri, malzeme tüketimi, döngü süreleri ve verim ayrıntılı olarak analiz edilmelidir. Maliyet mühendisleri, sağlam ve güvenilir sonuçlar elde etmek için üretim yeri, teknoloji düğümleri ve hacimler gibi özel çerçeve koşullarını her zaman dikkate almalıdır. Satın alma, fiyat görüşmeleri ve stratejik tedarik konularında sağlam temellere dayanan kararlar almanın tek yolu budur.
.svg)
