半导体晶圆车间成本控制方法 净化工程网
晶圆制造的制程技术不断翻新与突破，使得制造成本可以不断压低，但由于分工愈趋细密，技术愈趋复杂，使得进入制造领域的资金与技术门坎愈来愈高。就建厂设备的投资而言，据IC-Insight的观察与估计，建构一座晶圆厂的费用从80年代的一千万美金到90年代中的十亿美元以上，1970年至1995年兴建晶圆厂的费用约以每年15%的速度增加，及至2000年，一座月产能25000片的8吋晶圆厂需投资16亿美元以上，月产能25000片的12吋厂则需投资25亿美元以上。建置新厂的费用增加主要是制程设备愈来愈昂贵，从1970年代中期占总建厂费用的40%到2001年增加为80%，这使得代工业愈来愈吃香，而高昂的制程设备费用也使得制造商与设备商通力合作将制程与设备做更多的整合，这样一方面可减少设备的占地面积，一方面可以减少研发时间而使得制造商可以快速的进入量产阶段。建厂费用以每年10~15%的速度在成长，但制造商靠着制程技术的进步不断压低成本，每片晶圆的营收每年仍有5%的成长。以下就几个影响成本的因素来讨论目前产业发展的趋势。
1. 晶粒面积
未来晶粒面积呈现增加的趋势，以DRAM为例，虽然特征尺寸每年缩小11~12%，但单颗芯片上的晶体管数目约每年增加49%，故其晶粒面积以每年6%的速度成长，为了维持良率以保持成本优势，制造商需致力于缺陷密度的降低。
2. 圆晶面积
降低成本*快的方法即是增加晶圆面积，使得单片晶圆可以切割出的晶粒数目增加，化学品与消耗品的用量可减少，而昂贵的光罩与设备的损耗率也可降低。12吋晶圆的面积是8吋的2.25倍，每片晶圆可制造出之晶粒亦约达8.3倍，无论是对于铝/SiO2或是铜/Low-k材料，在0.25、0.18及0.13um制程下，若以一颗晶粒为1平方公分而言，平均单颗晶粒约可节省30%之成本，以国内台积电的技术与产能规划而言，预计在2003~2004年可达到此目标。目前12吋晶圆成本居高不下，以*大宗的磊晶圆而言，其价格是8吋晶圆的10倍，约占总成本的8~12%，较8吋的6%要高许多。12吋厂进入量产之后晶圆价格会开始降低，但晶圆供货商不会再重蹈8吋晶圆的覆辙一窝蜂的投入量产，造成晶圆价格迅速降低而无利可图，另一方面也因为需求问题而使得大部分的晶圆供货商持保留观望的态度，故12吋晶圆要到2005年甚至更晚以后才可望达到与8吋晶圆相同的价格。
3. 缺陷密度
晶圆上的缺陷会导致芯片功能受损或整个失效，能降低每平方公分上的缺陷密度即可增加晶粒产出的良率，降低生产成本。缺陷密度可由学习曲线获得改善，故良率会因量产而增加，学习曲线的周期约为产出一批晶圆时间的2.5~3倍，故投入先进制程的时程愈早，制造成本也可以愈快降低。
4. 良率
良率的测试有许多不同的方法与模式可计算，探测良率(Probe yield)是测试结果为良好的晶粒数占总产出晶粒的比例，，良率非常直接地影响了生产成本，但随着线宽愈来愈小，缺陷尺寸已经小到病毒等级的0.1µ以下，过去可用光学测出的缺陷，未来可能需仰赖更多电子特性的数据来计算，计算模式也需不断精进。
5. 封装与测试费用
*后的封装及测试费用也因为组件的设计与功能愈来愈复杂，需要更先进的测试及封装技术，所需的费用与时间也大幅增加。台湾的封装业而言仍以BGA为主力，目前封装型态朝高脚数、高频、可携式轻薄短小的方向发展，虽有一些新兴封装技术的需求，但带动营收的力道仍为上游的晶圆厂的产能利用率。就测试业而言，因为IC朝向高速、多元化的复杂功能发展，测试的研发与设备资本支出会大幅提高，需要技术上的突破以降低测试费用。
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