半导体制造范文篇1

这也是迄今为止，中国国内投资最大的电子信息产业项目海――意半导体在无锡的半导体项目一期工程总投资为20亿美元。

而且，一期工程的“马到成功”，让海力士有了庆功的底气。据了解，伴随着海――意半导体项目一期工程的竣工，一个高达百亿美元的庞大增资计划已经呼之欲出。

但中国在成为半导体投资重地的同时，投资过热的情况也频频发生。比如常州纳科、南通绿山、昆山德芯几个半导体项目或搁浅，或进展艰难。已有人将之称为中国半导体业后遗症。

中国的巨大市场

中国芯片业发展前景很广阔，关键在于中国有很大市场，应用领域很广。据有关研究机构的数据，全球芯片市场年增长率为10%左右，而中国芯片市场年增长率则在20%以上。

目前，中国是全球第二大芯片消费市场，第一大消费市场是美国。但由于中国芯片产业发展较晚，缺技术，缺产品，中国芯片市场的90%以上依赖进口。资料显示，按照销售额算，国产芯片的国内市场占有率不到20%。有机构认为，如果去掉国产芯片出口部分，国产芯片国内市场占有率不到10%。

2004年中国进口芯片为600亿美元，是当年石油和石油制品进口额的1.3倍；2005年进口芯片788亿美元，比2004年增长34.9%。

正是在这种情况下，国际芯片制造业加紧向中国转移。

在过去的几十年里，国际芯片制造加工业经历了两次产业转移：20世纪80年代，从美国转移到了日本，造就了日立、东芝、富士通、NEC等世界顶级的芯片制造商；20世纪90年代，韩国与中国台湾成为芯片加工制造的主力，并成就了台积电、三星等芯片巨头。

而目前，芯片加工制造业有向中国转移的趋势。

2006年7月5日，美国知名半导体企业LSILogic宣布将其ZSP数字信号处理器部门以1300万美元现金及股份的价格出售给芯原股份有限公司。芯原股份有限公司2001年于开蔓群岛注册成立，其总部位于中国上海，是一家标准意义上的中国公司。而随着LSILogic将ZSP业务转售完成，又一项半导体业务东迁至中国。

根据粗略统计，仅2006年年初以来，将产品线卖给中国企业，或者将生产线搬迁至中国的项目就有：意法半导体10亿美元投资深圳建立封装测试厂；韩国现代半导体2.3亿美元肖建新厂；海力士-意法半导体公司一期工程在无锡正式竣工投产；三星电子在苏州新增一条半导体组装线，等等若干大项目。与此同时，一批新兴企业投资的项目更加不胜枚举。

业内普遍观点认为，半导体产业正在进行细分化裂变。产业巨头将业务线向附加值更高端领域发展，而将增值相对较低的制造和后端封装测试工作向发展中国家，尤其是中国转移。

即使单纯从运输成本考虑，芯片制造搬迁到中国也是必然趋势。

投资的鱼目混杂

据统计，目前中国国内只有大约58家的芯片生产厂实现量产，其中8英寸10个厂，12英寸的只有一个厂。大部分生产线只能生产微波炉等低档家电应用的芯片。而面对80%芯片依靠进口的局面，中国半导体制造工厂的建设热情肯定不会低下来。

这其中难免鱼目混珠。就以来华投资者为例，有些人原来在某行业、某企业工作，感到这个行业能赚钱，就带三五个人回来搞，这一类公司基本以失败为主。第二类是晶圆代工型的企业，它自己并不具备完整的品牌和技术开发、设计能力，失败可能性也大。

目前，纳科在常州建设8英寸晶圆代工厂和阜康国际在北京林河工业区建设8英寸晶圆代工厂因资金问题先后陷入停工境遇后，最近又有一家在烟台兴建12英寸晶圆生产线的企业――美国森邦集团被指在华涉嫌欺诈。

事实上，很多规模上不去，或者资金短缺的项目会陆续停掉，中国第一轮半导体制造业的后遗症开始病发。

一些地方投资建设的小规模半导体制造工厂即使建成投产，其收回投资的机会也非常渺茫。

拥有核心知识产权和巨大产能的欧美、日本和中国台湾，出于政治目的，对中国芯片产业的发展一直给予限制。

由于缺乏资金、合作伙伴和制造经验，未来几年，半数以上甚至60%的中国半导体厂将走向失败。

而中国涉足液晶面板制造的几个样本，大家都已经看到了，大部分处于技术、资金样样缺的状态，当国外面板大厂已经开始上七代八代线的今天，中国收购过来的五代线还没有真正实现赢利。仅此而言，芯片产业是否需要快速发展，还是一个值得探究的命题。

甚至有专家不认同存在芯片产业转移规律，理由为，芯片生产中的固定成本，主要是材料和生产设备的摊销，不论国外线还是国内线，这个固定成本是很一致的，基本与成品率，芯片面积大小成线性关系，中国人力资源质优价廉的优势不能得到发挥。

制造芯片的最主要原料是石英，十分廉价。但它变为芯片产品后，其价值便会陡升，一个贵一点的芯片可以卖到100美元左右。芯片产业可以带动包括化工、材料、设备制造、电子等在内的庞大产业链，因而芯片产业在国民经济发展中还扮演着“倍增器”的角色。在中国，每1元人民币的芯片产值可以带动10元电子产品产值，并创造100元国内生产总值，因此它对一个地区乃至一个国家的经济发展有着重要战略意义。

但另一方面，笔者认为各地纷纷投产芯片生产线是政绩工程，因为建设芯片生产线投资庞大，政绩易于彰显，使得各地方政府都热衷引进，消耗大量政府投资，严重削弱了对芯片产业其他环节的扶持力度。而国内芯片生产线普遍存在产能过剩的问题，是因为他们的主要接单在国外（一般占60%-70%），和技术一样，生产线的利用率也是受限于人，而国内的芯片设计企业还很少，不能有效利用起国内生产线的产能。

资金的致命门槛

半导体是一个永远都“缺钱”的行业，芯片制造行业以三高，即高投入、高风险、高利润著称。

在2006年7月上旬，号称在常州投资7亿美元建设的8英寸晶圆代工厂――纳科（常州）微电子有限公司项目，现在已处于搁浅状态。同时，曾经号称投资6亿美元，选址北京林河工业区建设8英寸晶圆代工厂的阜康国际，目前也处于停工状态。

这两大项目都是由于资金出现问题而搁置下来的。全球半导体设备与材料产业协会中国市场研究经理倪兆明对此表示：除了技术和商业环境外，资金将是未来中国半导体厂的主要杀手。

中科院计算所所长李国杰院士则指出：“以目前国际市场价格，建设一条全新的芯片生产线至少要10亿美元。”

而目前中国很多项目初期启动资金只有几千万美元，而且制造设备大部分采用收购国外大厂淘汰下来的二手设备上线。一位业内人士透露：常州纳科项目从一开始建设初衷就是因为获得了一批英特尔的低价二手设备。半导体芯片加工技术更新换代极快，这种因陋就简的思路发展，可能为未来中国产业发展埋藏下定时炸弹。

据业内人士介绍，芯片制造行业的资金投入约有70%用于设备支出，因而具有典型的规模经济特征。而设计规模越大，技术水平越先进，投入在设备上的资金规模也越大，因而在投产的前几年多会处于亏损状态。

从国际上看，半导体厂没有一家前5年能赚钱。比如台积电实现盈利花了6年，电则用了9年。

反之，中芯国际2002年亏损约9235万美元，创下中国大陆发展晶圆制造业以来最大的亏损数字。此前，这一纪录是华虹NEC创造的7亿元人民币的亏损。

有人或许会说，中芯国际就是国际上半导体业界的一匹黑马，但须知，数十亿美元的巨额投资才托起了中芯国际，使之名列全球半导体代工业第三名。这是很难复制的。

而且，芯片业是典型的资金、技术密集型产业，一旦上了12英寸生产线，企业必须不断跟踪半导体高端技术，不断投入大量的研发人员和资金，正如中芯国际人士提到，芯片加工的设备不仅昂贵，而且随着产业的快速升级，整个生产线都必须更新换代。这一特性，决定了为赶超和保持行业领先地位，中芯国际今后还必须不断扩张，加大产能和更新换代。

然而在盈利前景尚不明朗的情况下，面对一条芯片生产线需要至少十几亿美元的投资额度，即使如中芯国际，扩大产能也明显面临不小资金压力。

半导体制造范文篇2

丰田生产体系（TPS）已经应用于芯片制造业，电子行业可能会因此发生巨变。

半导体制造业的成本挑战

半导体行业正在经历一场巨大的变化。它将分化成贫富两极;每家厂商想获得利润变得极其困难。从来没有那么多的聪明人在为那么少的利润如此拼命地工作。

步入一家耗资数十亿美元兴建的芯片制造厂，你很可能会有这样的想法:这个行业即将迎来大灾难。首先跃入眼帘的是两个篮球场大小的车间，堆满了把光刻图案投射到圆片上的设备。还会在旁边看到一只高大的箱子（又叫储料箱），里面摆满了等待这些设备来处理的晶圆。这些晶圆片价值1千万到1亿美元――但它们都是闲置库存。

为什么？一家芯片制造厂的50亿美元投资分摊到五年生产期，每天的成本算下来超过300万美元。传统观点认为，为了获得这么多的收入，就得让所有设备一直处于运转状态;哪怕这意味着生产的闲置晶圆堆积如山。另外，为了证明搞这么大的规模是值得的，半导体产品每月产量至少要达到5000块到10000块晶圆。

导致成本如此高昂的最主要因素是摩尔定律。需要巨额资金，才能支撑让摩尔定律保持发展的持续不断的投资与淘汰周期。这种快速循环可以解释为什么半导体公司的宝贵生产线会在短短五年后变成鸡肋。

虽然英特尔和三星等业界巨头们从事大规模生产，因而能让这些巨额投资为自己创造效益，但比较小的公司（甚至有些国家）再也玩不起这游戏了。行业的大规模重组正在迫使它们进行合并或者外包生产，旨在获得足够大的规模来参与竞争。

几乎每个月都会传出有公司达成联盟和剥离资产的新闻，这恰恰证实了这种趋势。2006年，德州仪器公司宣布，它将与多家芯片代工厂合作，共同开发基于线宽（芯片的最小特征）长度不到65纳米的未来工艺技术。2003年和2006年，摩托罗拉和飞利浦这两家堪称行业典范的公司，分别完全把各自的半导体业务分离出来。2006年，LSI逻辑公司（现名为LSICorp.）收购了杰尔公司，继续在苦苦挣扎。2006年，AMD公司收购了ATI技术公司，但其现金流和竞争力一直受到此影响。

批量生产的曙光

所有这些战略举动都旨在重现昔日的发展速度和盈利能力，但无一例外地遭到了失败。

不过，现在出现了一线希望，而这线希望居然来自与半导体行业毫不相干的丰田汽车公司。30多年来，丰田采用的生产体系让它得以提高质量、产能翻番、生产品种更广的车型，并且灵活改变产品组合。去年，丰田生产的汽车比其他任何一家公司都要多，超过了整理汽车公司。

更重要的是，丰田的批量生产方法带来了可观的利润。2005年，它赚到的利润比全球其他所有汽车生产商的利润总和还要多。不过，虽然许多学者和公司主管细细研究了丰田的工厂和生产方法，整理汽车公司甚至在加州与丰田开了一家合资企业，但还没有哪家厂商能够完全复制它取得的成功。

2007年年初，半导体业界不仅有机会仿效丰田的生产体系，还有机会把其原则运用到隶属集成设备制造商（IDM）的一家逻辑芯片制造厂。这家工厂通过遵循摩尔定律求得了生存，并且业务蒸蒸日上，总是处在技术和经营方面的前列。但摩尔定律把这家芯片制造厂的宝贵生产线变成了鸡肋，尽管其生产设备仍比较新。

短短七个月后，这家公司把每块晶圆的制造成本降低了12%，并把生产周期（空白硅圆片加工成嵌满逻辑芯片的成品晶圆所用的时间）缩短了67%。这一切是在没有投资新设备，或者改变产品设计或产品规格的情况下实现的。而这个短暂试验揭露的只是冰山一角。这些早期结果指明了半导体制造业的新经济――这会对行业带来持久而深远的影响，还会创造新的发展机会。

新的规则

这是运用了丰田生产体系（TPS）的原则和思想，它们最早由当时供职于哈佛商学院的SteveSpear和KentBowen在发表于《哈佛商业评论》的《破译丰田生产体系的DNA》一文作了描述。丰田的设计和重新设计严格遵照一套流程，分析当前的生产状态，对如何改进生产进行假设，并对预期结果作了高度明确。

这是基于反复试验的经验主义方法，这种方法长期以来没有引起许多丰田观察家的注意，他们通常掉入了一个陷阱:把丰田公司的工具（如用来订购零部件的看板卡）与TPS的原则混同起来。

Spear和Bowen提炼出了TPS的四大规则，概括起来就是（1）高度明确活动;（2）清楚地定义材料和信息的转移;（3）确保每种产品和服务的流转路线简单而直接;（4）使用科学方法，查明及解决某个环节出现的问题。当我们列出这些规则时，客户们通常会抗议，声称自己“早已在这么做了。”但我们在审查客户的芯片制造厂时，细细分析一下，常常会发现情况大不相同。

以下是我们给出的一些规则。

第一条规则针对活动，阐明“所有工作的内容、次序、时间和结果都应当予以高度明确。”按照惯例，在这家芯片制造厂，维护技术员应当从上向下清洗蚀刻室，但是我们发现，他们有时从下而上清洗。如果一贯是这么做的，那这种次序不至于太糟糕，因为这种行为会成为新的设定点，可根据这个设定点作进一步的改进。但实际上，清洁方法会发生变化，不可预测。这项工作具有极强的随机可变性，无法从结果中学到什么。

第二条规则阐明“每一种客户－供应商关系都必须是直接的，发送要求和得到回应的方式必须明确无误，非是即否”。比如说，如果一工人（姑且称之为Jane）操作的沉积工艺机器负责接收另一员工（姑且称之为Bill）供应的晶圆―Jane因而成了Bill的“客户”，就违反了这条规则。在井然有序的体系中，只有Jane需要晶圆时，Bill才发送晶圆给她。实际上，她需要晶圆时，他有时没有晶圆;而另一些时候，她明明不用晶圆，他却会发送给她晶圆。那样，Jane只好把那些过剩晶圆扔到成本高昂的库存里面。

第三条规则阐明“确保每种产品和服务的流转路线都必须简单而直接”。如果一盒晶圆出现在了配备10个相同处理工具的车间，任何一个工具都可以用来处理这盒晶圆，就违反了这条规则。但是工人们应该使用哪一个工具呢？没有人能够随口而出，因为流转路线不是简单而直接的;这个关键决策交给了车间操作人员。

如果一开始不知道直接的流转路线，以后要是有一批晶圆出现了瑕疵，就很难重新构建这条路线。更糟糕的是，要是不知道流转路线，整个体系就无法及时发现有缺陷的机器，从而防止瑕疵一再出现。瑕疵怎么出现，很快会被人忘记;如果员工避开功能异常的机器、而不立即解决问题，也就错失了学习及改进的机会。丰田体系规定:问题要由明确定义的行动者在本地、立即、彻底解决，而不是仅仅由碰巧在场的“专家”来解决。

第四条规则阐明“任何改进都必须在老师的指导下，按照科学的方法、在尽可能低的组织层面上进行”。一名工人发现了更好的办法为客户提供所需的材料。他帮助客户从供应商获取材料，而不是像以前那样，让供应商把材料推送给客户。工人必须分析当前的生产状态，记入文档，并进行假设（包括对可以衡量、与实际结果进行对照的预期结果进行试验）。这种解决问题的机制调动了每个人，并且造就了致力于不断改进和组织学习的一批技术专家。

思想重塑

实现这些想法比想象的要困难;这需要对思想进行某种调整。我们研究了试图提高经营效率的多家公司。一开始，他们通常把TPS归在精益制造这个类别之下。但尽管许多精益制造方法大有好处，丰田体系却明显不同。

大多数半导体公司是在办公室和会议室，使用计算机模拟和电子报表来开展复杂的理论工作。他们通常致力于制订重大项目，有望获得“万无一失”的解决方案。虽然这种方法肯定会带来成效，但丰田不是这么做的。

TPS采用一种高度经验主义的方法来管理分多个步骤的制造过程。这种经验主义胜过模拟，因为没有哪种模拟模型足够复杂，从而能体现半导体制造过程所固有的复杂性。要真正了解制造过程，最快速的办法就是，在车间执行多次小规模、快节奏的科学试验。工厂就是实验室。这就是TPS的精髓:通过快速、反复、试验的机制来解决问题。

这种试验在工厂车间的普通生产过程中进行，未必会得出最终、完美的方法来解决某个问题。TPS也不使用现成的“机械刻板”的方法，而是适应战略要素，比如成本、质量、灵活性，或者公司希望在某个特定时间强调的其他任何度量标准。就这个项目而言，应该把精力集中在缩短周期时间和成本上，这两个要素对这家芯片制造厂打开新市场来说很关键。

为了让这家公司的员工认同我们的计划，我们成立了一个项目小组，包括八名成员，代表重要职能部门，如制造管理、设备维护、财务、战略规划和工程技术部门，还包括车间人员。作为首项任务，小组制订了一个目标:在头六个月内把成本削减12%、把周期时间缩短32%。另外，我们竭力构建一家学习型组织，那样我们离开后，仍能在很长时间内继续运作。

下一项任务是，对人员进行丰田体系和制造技术方面的培训。培训工作主要在制造厂车间进行，这与丰田的原则相一致。工厂管理层扮演了新员工的角色:试图获得认证，以便在高级技术人员的指导下处理圆片。换句话说，他们充当的是学徒。这种方法的基本前提是，每个人自己要有解决问题方面的直接经验，才好去指导、辅助或者教授别人解决问题。

虽然一开始这种学习方法遇到了相当大的阻力（及怀疑），但结果证明它非常有效。工厂的许多管理人员在体验了平常的一天对实际制造产品的人员来说到底是什么样后，觉得非常吃惊，也非常疲惫。

经过这些优化，这家制造厂把生产周期缩短了67%，把成本降低了12%。另外，产品数量增加了50%，生产量也提高了10%，这一切都没有追加投资。如果这家制造厂继续走组织学习这条道路，并且改进设备维护的不稳定性等方面，我们预计收到的成效还要大。

TPS的魔力

丰田生产体系可能会产生深远的影响，因为它带来的改进影响了工厂额外生产量的成本与平均单位成本之间的一般关系。这种关系构成了经济学家所说的规模经济曲线，而这条曲线适用于许多资本密集型行业，包括半导体和汽车制造业。

我们不妨详细分析这个概念。设想一下:生产2000块的芯片成本平均为每块芯片20美元。如果产量提高到4000块芯片，平均单位成本降到每块芯片12美元。假如进一步提高到6000块芯片，每块芯片的成本就会降到10美元。这是诸多因素共同作用之下的结果，但主要因素还是经营效率和成品率的提高。

扩大工厂规模的主要原因是，充分利用在较高产量的情况下可以实现的较低单位成本，这就是规模经济。如果工厂总的资本成本和经营成本增加幅度小于产量的增加幅度，就能实现规模经济。

记得“不可能不劳而获”那句老话吗？到了某个阶段，如果不以更快的速度增加成本，就无法提高产量。就拿前面那个例子来说:如果把芯片产量提高到7000块，结果可能是每块芯片的成本上升到11美元。产量提高到8000块，每块芯片的单位成本可能会升到16美元。之所以会出现这种上升，是因为管理层往往随着工作流程的复杂而增多;另外由于增加了产品种类，管理层面临的负担也随之加大。

实施TPS不但可以在特定产量的情况下降低单位成本，还能减少芯片制造厂为了确保成本效益而要生产的最低单位数量。也就是说，TPS把整条成本曲线往下移，同时让曲线变宽。

在过去的40年间，要移动规模曲线，惟一的办法就是遵循摩尔定律，这种办法势必需要投入数额庞大的资金。遗憾的是，这种投资使曲线往下移的同时，还会使曲线往右移动。结果就是，让生产确保成本效益的最低产量增加了。这一切意味着，TPS不但可以降低最低成本，还能降低有效生产产量。如果出现这种情况，从商业角度来看，之前被会计师否定的许多优秀技术想法会突然变得具有吸引力。

新的经济模式

如今有了半导体制造业的新经济，如果生产芯片时产量小得多，也有可能实现盈利。这种影响对生产大量高性能芯片的制造厂来说也许不是很重要，但这批制造厂占整个市场的份额会不断减少。这倒不是因为对这些芯片的需求会萎缩。恰恰相反，用户会以更快的速度需要所用芯片具有快速投入市场、成本较低等特点的产品，比如消费类电子产品。

如今，竞争正向新的领域转移。现在重要的是生产品种繁多的产品，每种产品的量比较小，而且可能要求上市时间很短。这些不断发展的市场包括手机和MP3播放器市场，它们受时尚潮流的影响很大。另外就是成千上万的这种芯片:它们日益出现在我们的家庭、办公室和汽车中，以及日常生活的每个角落。

经常听见半导体行业的主管们渴望找到行业的下一大增长点，就像上世纪90年代的个人电脑以及之前的小型计算机。下一个杀手级应用也许不是某一个，而是成百上千个，没有一个需要只有规模最庞大、技术最先进的芯片制造厂才能提供的原始性能。下一批杀手级应用需要的也许是新的商业模式，而TPS之类的体系有望使这成为可能。

纵观历史，减少了工厂最小有效规模的商业模式都改变了整批行业:小钢铁厂能够有效生产小批量钢铁，炼钢业因而发生了改变;由于接连出现越来越小的电脑，先是处理工资的大型机，最终出现了个人电脑，商业计算因而发生了改变;由于出现了完全自动化的一小时胶片冲洗机，随后被数字照相所取代，照相胶片冲洗发生了改变。因为这些改变为客户提供了全新的工作方式，而不是单单让现有的商业模式稍稍得到改进，于是我们称之为颠覆性改变。商业模式免不了成为促进颠覆的动因（不过这些模式常常伴随某一项新技术的诞生和发展。）

丰田的生产体系已经改变了汽车行业。五十年前，汽车业推出的车型数量要少得多，那是因为规模曲线很高――某一款车得卖掉好多辆，才能确保成本效益。比如在上世纪50年代，雪佛兰公司每年销售的Impalas有150万辆，当初认为这个数字很高，但算不上很惊人。如今，汽车业认为每年卖掉25万车就很了不起，许多车型的销售量只有这个数字的五分之一到十分之一。

之所以出现这种变化，是由于汽车工厂的最小经济规模有所下降。有些公司比另一些公司更顺利地完成了这次转型。

要做的不止这些。为了完全得益于制造方面取得的进步，还要重组产品开发及设计、采购、营销、服务及贵公司的其他方面。也就是说，你必须创建一种新的商业模式。