（工商管理专业论文）集成电路制造行业生产成本管理模式及其应用.pdf

集成电路制造行业生产成本管理模式及其应用 1 序言 1 1 做好生产成本管理的意义 产品成本是企业在生产过程中所支出的各种费用的总和，是产品价 值的主要部份。是一个反映企业生产经营活动各项工作质量的综合指 标，成本管理就是在企业生产经营活动中，根据产品在市场上的状况， 设定合理的成本控制目标，并对产品成本的形成的整个过程进行监督， 并采取措施及时纠正偏差，使实际成本的各项费用支出处于受控的状态 之下，成本管理的另一个重要目的在于促使生产成本不断降低，从而达 到降低企业经营的成本，是提高企业经济效益的最直接，最有效的手段。 1 2 集成电路产业已经成为当今高新技术的主要标志 当今世界，以现代通信、计算机、网络为代表的信息产业飞速发展， 使世界经济和人类社会文明发生了深刻的变化，而引发这些巨变的核心 技术是集成电路，正是有了集成电路技术的日新月异的发展，才使信息 产业在短短四十年内成为全球第一大产业，由于集成电路产业不断发 展，美国经济保持了持续增长，日本发展成为世界第二经济大国，韩国、 新加坡与台湾地区，也取得了经济飞速发展的奇迹，海湾战争与科索沃 战争一再向世人显示了现代战争中芯片打败钢铁的事实。 1 3 集成电路制造业是产业分化，重组后的发展产物 自2 0 世纪6 0 年代中期在发达国家形成集成电路产业以来，由于成 本的驱使和全球地区资源优势的差别，促使了产业的分化重组形成了设 计、制造、封装、测试四业发展的格局，其中的集成电路设计与制造出 现在8 0 年代并在8 0 年代末9 0 年代初迅速发展壮大，成为了独立的行 业。 1 4 集成电路制造行业的特征 1 4 1 投资巨大，行业规模效应显著 晶片尺寸和加工线度寸度是集成电路制造行业生产线的两个主要 标志，目前国际上用于生产的最高水平的生产线是1 2 英寸，o 3 5 微米 的生产线，其建成的总投资预计达到3 0 亿美元，国内目前的华虹n e c 拥有年产0 5 微米，1 2 万片的生产线，其投资达9 亿美元，每条生产 线的规模产量应在年产l5 至3 0 万片。 1 4 2 生产制造过程技术含量高，技术进步、更新速度快 由于集成电路制造业涉及较多的精细线度加工，对设备的精密程度 提出了很高的要求，机、电、光、化学等诸学科理论，在制造业中的专 用设备上得到有效的统一，洁净环境的需求，使得车间的设计，运 营过程中有别于其他行业的。 制造技术的快速更新是本行业的一个显著特征，3 0 多年来，摩尔 定律已经成为集成电路产业的一个不可动摇的原则；每隔l8 个月硅芯 片单位面积上的晶体管数目就会翻一番，在过去1 0 年中，这条定律所 描述的技术进步，不断地被得以证实，其基础就是晶体管面积越做越小， 一个新建的集成电路制造生产线，在建成后的三至四年，就将被更新的 一个技术所淘汰，制造行业。在国际或台湾地区，设备都以快速折旧( 3 至4 年) 加速折旧。 1 5 中国大陆集成电路制造业状况 目前，中国大陆有6 家集成电路制造的骨干企业，分别是华虹n e c 、 上海贝岭、上海先进、无锡华晶、绍兴华越、首钢n e c ，笔者所处企 业系6 家骨干企业中唯一的上市企业一一上海贝岭股份有限公司。上海 贝岭以其独居的产品优势，成为在6 家企业中利润率居首位，除上海贝 岭以外，其余5 家企业已在9 9 年开始逐步告别亏损，进入盈利期，传 统的集成电路企业，如( 华晶、华越) 都是大而全的企业，基于行业的 特征，生产过程中成本的管理将显得尤其的重要，笔者将根据自身的上 海贝岭生产线1o 年来的生产管理及实践，试图建立一种实用的成本管 理模式，以提供帮助上海贝岭的生产成本管理。 2 1 6 上海贝岭股份有限公司及其4 英寸1 2 微米集成电路 生产线 上海贝岭股份有限公司主要从事通讯类，多媒体信息系统集成电路 的设计、制造、销售与技术服务，公开于9 8 年在上海证券交易所成功 上网发行并上市1 2 0 0 0 万a 股股票，公司创建于1 9 8 8 年初期，初期投 资8 2 4 l 万美元，9 4 年以来，每年销售额均为4 亿元左右，年利润均超 亿元，成为我国集成电路制造商中经营效益最显著的企业。 上海贝岭拥有一条年产l5 万片4 英寸1 2 微米的生产线，其先进 程度已达到国际9 0 年代初的水平。 上海贝尔是上海贝令的第二大股东，( 目前第一大股东是华虹集团) 也是上海贝岭的最大客户，真是得益于上海贝尔的通讯类集成电路，使 得上海贝岭拥有了全套的由海外引起的工艺技术和产品，这些产品占整 个生产线投片量的5 0 以上，生产线的另外5 0 投片能力，将由公司自 行寻找业务，这样贝岭的生产线就形成以通讯类产品为主，并具有其他 各种产品的混合型生产线，其生产加工的产品最多时，达到1 0 0 多种， 工艺种类几十种。 集成电路制造业的许多特点需要有与其相适应的生产成本管理模 式来控制生产，显然在从计划经济时代走过来的中国企业很难寻找适合 本行业的成本管理模式。 本文试图为集成电路的制造业，探索一种生产成本管理的模式。 2 集成电路制造的基本流程和特点 2 1 集成电路制造的基本流程 集成电路的制造是由原始硅片开始，经反复多次的氧化，扩散( 或 离子注入) ，成薄( 淀积或溅射) ，光刻，刻蚀等工艺过程，形成一个 加工完成的晶片。以3 微米c m o s 的标准工艺为例，整个流程大致可 以分成以下工艺模块。( 见图2 1 ) 硅片检测 j ， 初氧场区注入 0山 激光编号场区氧化 土山 i 光刻p 阱三层腐蚀 l 山j ， 腐蚀p 阱预栅氧化n + 区注入光刻铝膜 j ，山土l lp 阱注入漂预栅氧化光刻p + 区刻蚀铝膜 山j 上山 ip 阱推进栅氧化p + 区注入合金 上 山 i、l i 腐蚀s i 0 2调节注入 p s g 淀积氯化硅钝化层淀积 li ll l 基氧淀积多晶 p s g 流动力光刻钝化层 - 、li 、l i 淀积氮化硅 多晶掺杂光刻接触孔 l 刻蚀钟他犀i l j 1 j ，m - 山、l iv 。上1 业址i i 光刻有源区l i 光刻多晶j i 腐蚀接触孔i 、l ll 背面减薄i 、lli l l 刻蚀场区刻蚀多晶刻蚀接触孔 l j ， 、lj ， 光刻场区光刻n + 区溅射铝 图2 1c m o st 艺流程图 4 以上是一个最简单的c m o s 工艺流程，其中每一个方框为一个加 工步骤组合，其中光刻次数的多少也在一定程度上反映了流程的复杂程 度，上例所示的c m o s 流程共9 次光刻，属最简单的c m o s 流程，一 个集成电路加工流水线往往有几十种工艺流程，同时在运行，每种流程 的光刻次数为1 0 次到2 0 次不等，而每种工艺中的每一加工工艺步骤又 不尽相同，这些为生产成本的管理带来了较大困难。 2 2 集成电路制造的特点 2 2 1 生产线是确定的工艺流程可以有不同的组合，生产线按加工 性质不同，可分为光刻区域，刻蚀区域，整个流程就是在这四个区域中 反复流进流入形成最终产的，以下图示 图2 2硅片在加工过程中流经的区域 2 2 2 各加工区域的硅片处理数量不一样 薄膜区域有较多工艺是一批一批处理，每一批最多可达2 0 0 片，而 刻蚀和光刻等区域是以片为处理单位。 2 2 3 在加工过程中有报废，返工等不可确定的事件发生 2 2 4 在加工过程中，有些物件消耗是随加工产量的，如 光刻股、硅片原材料，有的是随时间的，如氧氟酸在腐蚀槽 中若长于4 8 小时，则必须更换酸液。 3 集成电路制造业的成本估算及困难 成本是困绕许多企业的因素之一，企业管理层一般都要求有正确的 成本信息，但财务核算得到的成本信息的正确性却一直无法达到其要 求，究其原因，主要是做成本核算的部门混淆了一些概念及无法正确把 握会计上的一些基本原则，一般而言，财务会计对外报告用的成本信息 的准确性要求和企业管理上对成本信息准确性要求是完全不同的，前者 要求企业整体产品的成本信息要符合配比原则，即企业年报上的成本数 额只要符合会计准则的要求，则我们就认为其成本在会计年报上的披鼯 是符合公允性的，简单地说就是正确的。但管理上要求的成本信息如果 只满足于成本总额的正确性，则其作用是微乎其微的。管理上主要需要 单个产品的准确成本信息，其基础是需要知道每一加工步骤的成本信 息，如果成本核算无法准确地提供单个产品的成本信息，则成本信息对 管理来说几乎没用。也就是管理上的成本还必须采用科学的方法将是总 成本分解到具体的单个产品，甚至各工艺步骤中，如果分解过程使单个 产品的成本导致扭曲，那么从管理角度来说，其成本信息就是错误的， 只有意识到此两者的差别，才能根据生产特点来决定成本核算的方法， 也才能得到较为准确的成本信息。 传统的集成电路企业( 包括上海贝岭公司在目前的状况) 对成本的 核算仍停留在仅对成本总额的核算要求，其特点是： ( 1 ) 由财务部门来作成本核算，根据每年或每月的各种消耗，如 原材料消耗，仓库辅料的领用。来作为当年或当月的原材料辅料消耗。 ( 2 ) 生产部门的业务流程划分全部基本产品加工的逻辑流程设 计，而不考虑如何利于成本控制来分割业务流程。 ( 3 ) 成本不能细分到每一种工艺或产品。 ( 4 ) 产品成本的核算模式一成不变，一旦确定不随产品工艺的变 化而重新修正。 ( 5 ) 生产部门和成本核算部门互相隔裂，各行其事信息沟通不畅。 ( 6 ) 对集成电路制造业中发生的一些特殊的费用，如设备维护合 同费用，贵重备件的领用在处理方法上任意性较大。 ( 7 ) 成本控制仅注重可变成本类的控制( 如节约使用水、电、气) 降低原材料采购成本，忽略固定成本的降低( 如扩大生产效率，合理 配置设备等) 。 以上的这些成本核算极大地支约了我国集成电路行业与国际市场 的互相接轨，随着市场竞争的日趋激烈，在集成电路制造行业迫切需要 一种合理的成本管理模式。 4 集成电路制造业的成本管理模式 本文所述的集成电路制造业的成本管理模式参考了上海贝岭的技 术转让方比利时阿尔卡特集团的m i e t e c 微电子公司的成本管理运行方 式以下对于成本管理体系作五个方面的介绍。 4 1 成本概述 公司的生产流程如图2 2 所示，在图2 2 中，产品的投入后经过剪 头所示的方向多次循环后( 循环次数视产品不同而有所不同) ，完成硅 片制造的整个生产，主要材料“硅片”在第一次循环的第一步投入，辅 料( 或耗料) 在各个步骤投入( 由于在每个步骤进行多次循环，所以各 种辅料的消耗不是一次性的，也即每经过一次循环都可能消耗辅料) 。 ( 一) 产品成本的结构分析，公司产品的成本主要由以下几部份构 成： ( 1 ) 原材料成本：只包括硅片的成本，按一定的材料发出成本计 算； ( 2 ) 化剂，耗材：包括各步骤消耗的化学试剂、光刻胶、特种气 体靶材等： ( 3 ) 直接人工，仅指生产工人的工资。 ( 4 ) 制造费用：包括折旧费用、技术服务费用，备品备件消耗修 理费用和其他部份等。 表4 一l 是9 9 年全年生产成本的数据及其相关的比例关系，其中原 材料成本是变动成本，化剂成本只有一部份是变动成本，其原因是：有 一部份的化剂的更换是定期的，而与加工的产量无关，那么这部份化剂 的成本就是固定成本，其他费用基本上是固定成本性质的成本，所以从 这方面说，在我们的生产成本中，变动成本占总成本的3 8 ( 其中直接 人工费未计变化成本之中) ，那么，固定成本将占6 2 ，而其中折旧费 用将达到3 0 左右，所以对于设备折旧费用如何处理是至关重要的。 项目金额所占比例 硅片l8 0 8l7 化剂2 2 6 22 1 直接人工6 8 96 小计4 7 5 94 4 制造费用6 0 6 05 6 总计1o ，8 19l o o 其中：折旧费3 2 3 03 0 从以上的成本结构来分析，我们的生产变动成本占3 8 ，固定成本 占6 2 ，在这种情况下，从通过研究变动成本，而简单地将固定均摊到 每个硅片或每种产品上，都有很大的不准确性，公司在前几年曾采用过 这种做法，实践证明。是不准确的，所以，我们必须对固定成本进行研 究，通过一定的方法将固定成本分配到各个硅片上，所以我们生产成本 工作的特点也是成本工作成败的关键就是如何来处理固定成本。 4 2 固定成本分析 在我们的成本中，主要的固定成本为：折旧费用、备品备件消耗、 技术服务费、修理费，其构成见表4 - 2 。 项目金额 所占比例 费用总数 6 0 6 0 1 0 0 折旧费 3 2 3 0 5 3 修理费 7 7 1 2 备品备件 l l5 01 9 技术服务 1 0 4 0 1 7 其他 9 5 4 2 1 折旧费 4 2 1 1 折旧费用本质的探索 一般来说，费用的分配主要决定于：费用归集、分配标准的选择， 由于折旧的计算方法基本由会计准则规定，而按会计准则计算得到的月 或年折旧额是固定的。所以无论选择何者作为分配标准，都无法使分配 的数据接近实际情况，所以折旧的分配是否合理并不是由于分配标准的 选择出了问题，而是折旧的计提归集出现了问题，即该费用摊到本月的 费用出现了不合理导致的。假如机器加工的总产量是固定的，则按产量 法来分配折旧费用一定比其他方法更合理( 前提：市场需求确保的情况 下) ，但一般的固定资产由于无法估计使用期内的总产量，而且现在的 会计准则也未规定可以采用此法进行计提折旧，所以在这种情况下，采 用产量计提归集折旧费用是不可能的，所以从总体方面来说是折旧费用 计提归集的方法导致了折旧费用分配的不准确。 4 2 1 2 折旧费用的处理方法 4 2 1 2 1 折旧的计提归集：由于每台机器每月计提的折旧费用是有 区别的，甚至差额十分巨大，所以在月折旧额相差极大的两台机器上同 样加工一小时所负担的每小时折旧费用也会相差极大，所以要使折旧的 分配符合实际情况，就必须将不同机器折旧的计提和归集分开。但是具 体应细分到哪一步昵，我们认为应细分到每一个工序，这种工序并不是 如图2 1 的每一步工序，而是细分到每一工序必须包含，并且只能包含 一台( 种) 机器( 后文中出现的“工序”就是这样的定义) ，这样，如 图2 - 1 所示的工艺流程将被细分到15 0 多道工序( 详细解释见以后章节) ( 见附录一，产品工序流程清单) 。 4 2 1 2 2 折旧的分配：按主要工序计提折旧后，在经过该工序加工 的产品之问按加工的工时数进行分配。此处的工时仅指产品在工序上的 运作时间，即占用机器的时间，不包括该产品在该工序上等待加工的时 间。 4 2 2 备品备件消耗成本的处理 备品备件的消耗成本现可以分成两大类，一类是消耗件的成本，一 类是备件的成本。所谓消耗件成本是指更换的时间在一个月左右，金额 相对较小的备品备件的消耗成本；备件成本是指金额较大且更换时间较 】o 长的备品备件的消耗成本。 消耗件的成本可以归入当月的修理费中，而备件的成本宜作为将摊 成本处理即由生产部门估计该备件的使用寿命，或根据历史数据来决定 其寿命，或采用1 年作为备件的平均使用寿命摊到全年1 2 个月中，并 入修理费之中。 备品备件的成本归集还是按工序来归集和分配。 4 2 3 技术服务费 技术服务费按工序进行归集和分配，而且如果可以预见该技术服务 费在定期间内受益，那么技术服务费也应在受益期内摊销，由于技术 服务公司在行业中惯例为每年签定一次，所以其处理方法可以参照备品 备件的归集和分配。 4 2 4 般修理费 由于一般的修理费只占总的修理费中1 ，所以该费用完成可以并 入一般的制造费用，按工时进行分配。 4 3 工序信息，成本的构成 4 3 1 工序的重新定义 这里的工序定义，不同于2 1 节中的对工艺步骤的定义，而是工艺 步骤的进一步细化，直到细化了的工序中必须包含并且只能包括了一种 ( 台) 设备，2 1 节中工序的定义是以产品制造流程的模块来定义的， 丽现在的工序是以单台( 种) 设备加工来定义，是从设备折旧或产品占 设备时间来定义的，下面以光刻和氧化来说明两者之间的差别。 在图2 1 中光刻多晶一个工艺步骤事实上涉及了以下设备：( 1 ) 用于增粘处理烘箱；( 2 ) 均胶机；( 3 ) 光刻机；( 4 ) 显影机；( 5 ) 线宽测量仪；( 6 ) 硅片检查仪。那么原先的光刻多晶可以一个流程来 表示： 匣一 硅片增粘处理 i 涂胶 l i f曝光 l l显影 上 线宽测试 l 检验 图4 1光刻工艺中包含的工序 在图2 1 中的场区氧化可作以下细分 圈一 r c a 清洗 i 氧化 i i 氧化层原及测量 图4 - 2氧化工艺中包含的工序 本文以后所叙的工序，特指这种细化了的工序，即如图4 一l ，4 - 2 右侧的单个工序。 4 3 2 工序信息、成本 国4 - 3 所示为以工序为中心，所考虑的构成成本的各因素 图4 3工序成本的考虑因素 4 3 2 1 设备的费用 某工序所需设备的费用，其基础是设备在该工序所花费的时间长 短，集成电路制造业的设备一般是快速折旧，且设备之间配置基本相互 匹配，这样我们就可以计算出单位时间设备的折旧费用，以均胶机为例， 一台均胶机采购价格为2 5 万美元，以五年直线折旧，残值1 0 则每年 折i d 费d ：2 5 。( 1 _ - 1 0 ) ；4 5 ，0 0 0 美元，若一年以3 6 0 天计算，可算得每 j 分钟，折旧费因为d 4 5 0 0 0 3 6 0 2 4 6 0 = o 0 8 6 8 美元，分钟 4 3 2 1 1 开机率( u t ) 在上述单位时间设备采购折旧费用的基础上我们必须考虑设备的 开机率和使用效率，设备开机率是设备可用于生产的时间的比率，设备 只有处在正常状态下才能用于生产，在不正常状态下是不能用于生产 的，设备的不正常状态重要情况下几种情况： 设备故障、停机、由维修人员修理： 设备处于保养状态 正在做工艺调试 其他不正常状态 设备开机率是生产部门考核相关工程技术人员的一个重要指标，不 同类型的设备都有其典型的开机率值。如上面的涂胶机，其开机率为 9 0 。 4 3 2 1 2 使用效率( u e ) 使用效率是指在正常平均的情况下，设备满载率的概率，这一因素 的引入主要是由于在集成电路制造各种工序的设备对硅片的处理方式 不样，有的设备是单片处理，比如涂胶机，光刻机等，有的设备是多 片一同处理，比如氧化炉一次处理为2 0 0 片，在制造过程中一个批次为 5 0 片，我们不可能每次都凑满4 个批次一同处理，有的时间是5 0 片一 批处理或1 0 0 片一批处理，这样设备的使用效率必然降低，上述提到的 均胶机由于是单片处理，所以其使用效率定义为9 0 ，而氧化炉，根据 经验其使用效率为7 0 ，即其满载为2 0 0 片，一般平均每一次运转，其 平均装片为1 4 0 片。 综合考虑设备开机率及使用效率，必须对设备的费用进行修正，设 备费用为d 。百岩面，那么，上述提及的均股机的费用每分钟变为 d r = 西斋= 页藏0 0 丽8 6 8 = 0 1 0 7 美元分 4 3 2 2 日常修理费 日常修理费包括了设备计划保养，更换备件与设备有关的技术服务 费用，这些费用的处理方法同固定资产的处理方法相似，日常修理费在 国际上也有一个典型值，如有的半导体制造厂把每台设备的正常维修费 用控制在设备采购价的3 5 到7 ，这一金额对特定的企业特定的设备 是相对稳定的，我们将这部份费用摊到单位时间内并考虑设备的开机率 和使用效率。 例如均胶设备，每台每年日常修理费为9 0 0 0 美元，则单位时间的 费用为d 2 = 耍面忑石焉9 丽0 0 石0 丽五否丽= 0 0 2 l 美元分 4 3 2 3 测试片、陪片 测试片是在进行整卡加工之前，必须先做一片测试片来判断设备是 符合要求，而陪片是指在氧化过程中，填充炉子空档的那些片子，这其 中也包含了工程试验的性质，由于每年。个车间所消耗的测试片和陪片 1 4 基本稳定所以也可以将某一设备全年所需的陪片数量折算到该设备的 单位时间中，假设每台均胶机每2 天消耗一片陪片( 事实上小于l 片用 量)价值1 0 美元 。 则单位时问的费用为 i i 丽i 翕丽= o 0 0 2 1 美元7 分。 4 3 2 4 辅料消耗 在这儿辅料特指光刻股、化剂、特种气体，各种源( 离子源，靶材 辅t - 更换的标的有两种，一种是按时更换，一种是按产量更换，在这儿 我们都必须把辅料消耗折算到每一工序所需的辅料耗量，例如每一次均 股消耗光刻股1 毫升。其价值为每升1o o 美元，那么每次辅料消耗为 0 1 美元。 4 3 2 5 操作人员 按理论上讲，操作人员的报酬也应按其岗位进行归集分配，但由于 在现在的企业生产环境下，其报酬基本上是固定的费用，再加上其费用 占总成本的比例很小，不超过7 ，所以对其处理宜按一般制造费用进 行归集和分配。 4 3 2 6 工厂成本 工厂成本包括动力费用都打入一般制造费用处理，根据经验值，将 工序成本摊加15 作为一般制造费用。 这样我们对某一特定的工序成本进行了定量的统计，如果用p r 5 涂胶所耗时间为1 4 2 秒即2 3 7 分钟，那么其固定成本为 彤杂胶= ( o 1 0 7 + o 0 2 1 + 0 0 0 2 ) 2 3 7 x ( 1 + 1 5 ) = 0 3 1 美元1 15 = 0 3 5 美元 变动成本为v c 涂胶= ( ( o 1 ) + o 0 1 【其他费用】) + ( 1 + 15 ) = o 1 2 美元 涂胶工序的基本成本为c f = f c + v c = o 3 5 + 0 1 2 = 0 4 7 美元 4 3 3 对生产成本影响的因素 在集成电路制造过程中光刻工艺是可以返工的，并且返工是不可避 免的，所谓光刻返工是指在正常光刻工序完成以后所作一次检验，若 有异常，则该片硅片或搀批硅片要作返工处理，其流程见图4 - 4 图4 - 4 光刻返工流程图 可以返工流程与其实就是重复原流程，无非增加了一步去胶工序， 一般生产管理中对光刻返工有控制指标，设备的供应商也对每种设备出 现的可能导致返工的设备故障而导致的返工比率作出承诺，根据生产车 间长期控制和统计指标一般生产线光刻工序的返工率为3 左右，稳健 的财务作法则将光刻返工率设定在4 ，将这百分之四计入工序的单位 时间成本之中。 则光刻工序的成本c = c 。+ ( 1 + 4 ) = 0 4 9 美元 4 4 产品成本的构成 假设产品甲的加工过程经过15 0 个工序，则产品成本如下各项成本 组成 1 6 这里我们引入了合格率成本，由于这里我们仅考虑硅片制造，所以 仅讨论硅片的出线合格率 线合格率的定义为y m = 黼数 硅在加工过程中由于种种原因将发生硅片损失，这些原因可能是 ( 1 ) 工艺问题，如程序使用错 ( 2 ) 设备在加工过程中发生问题，导致在生产的硅片报废 ( 3 ) 操作不当损坏硅片 ( 4 ) 其他因素 合格率y l 。也是一个集成电路生产线控制的重要指标，它反映了生 产管理的综合能力，一般情况集成电路的制造部份在线合格率控制在 9 0 ，假定某产品加工工序为n 步，用c i 表示第1 步工序的成本。其线 合格率为y ，这个产品的生产成本可以表示为 c = c 。y ( i = l ，2 ，3 n ) 4 5 小结 ( 1 ) 我们将工序作为成本核算的一个基本单位。 ( 2 ) 我们将设备折旧，日常维护，修理费用，工厂成本，操作员 工工资，测试片陪片耗用，作为固定成本处理，折算成单位时间的设备 成本费用，其中已经考虑了设备的开机率，和使用效率。 ( 3 ) 基本工序必须尽可能的标准化，并可定量测定每一工序所占 设备时间。 ( 4 ) 硅片原材料和辅料作为变动成本处理，其中辅料是定量计算 到单步工序之中，作为单步工序的变动成本。 ( 5 ) 根据单位时间设备的成本费用，工序所占设备时间可计算出 作为工序的固定成本。 ( 6 ) 根据工序的固定成本和变动成本，并考虑有关修正因素( 如 返工率) 。 可以计算出每一个工序的成本费用。 ( 7 ) 根据硅片原材料，各产品的总工序数量其各工序的成本费用 可计算出特定产品的成本额，并用合格率因素对产品的成本额进行修 正，这就构成了我们的成本核算模式。 ( 8 ) 本成本核算体系包含了几个前提：首先是假设生产线设备之 间配置是合理的其次生产线处于基本饱满状态，最后划分仅为主要设备 ( 占设备数量的9 0 ) 次要设备按工序分摊计入工厂成本。 5 生产成本核算模式的实施 计算机网络化的普及为上述生产成本核算模式的实施提供了可能， 但是从以上几节的叙述中，可以看到集成电路生产成本核算模式对生产 运作的过程，信息提供要求很高，要实施这一模式单由财务部门或生产 部门单方面来操作，都会导致实施的走样和失败。 为了确保实施成功的可能性，以下基础工作必不可少。 5 1 工序的确定定义 这是把工序作以下建议：工序是晶片制造的一个组成步骤，在这个 步骤中必须并且是必须涉及一台( 类) 设备，对于每种产品从其技术 流程上可以形成图( 2 1 ) 所示流程，这里我们必须将它们化为成本核 算所需要的工序流程，如附录一所示，每一个产品或技术流程将由工程 师按规定的格式将工艺流程定义出，其中程序号是设置在设备上的程序 的编号，自动化程度很高的集成电路制造设备就是循着设定好的程序进 行运行，同样的程序其运行时间是一样的。同一个程序在一个不同的产 品或在一个产品的流程中会被反复调用，从管理角度来说，希望工程师 多用那些标准的或已设置在设备中的程序，这样做便于工艺的标准化， 这样根据工序的程序号就比较容易计算出小时产量，如涂胶程序p r 5 5 5 ，s v g 设备执行这一程序的总耗时为1 4 2 秒，那么其小时产量 t a = 3 ，6 0 _ _ _ _ ，0 0 ：2 5 片小时，又如初氧程序为a x l ，其整个流程耗时5 小时2 5 分钟，一次处理2 0 0 片，则每小时处理片数t 2 = 芸凳：3 7 片。 叶上 程序号为n a 的为设备内不存在程序的概念，或程序仅个，其 加工产量对任何时候都唯确定，如s t p 曝光，每小时产量总是5 0 片 小时。 5 2 制定设备清单 首先对每一台设备设定一个唯一的编号，对每一个编号所对应的设 备都建立一个设备纪录档案。 1 9 如：表5 1设备档案 编号s v g l a 设备型号8 8 0 0 采购日期1 9 9 7 年5 月 采购金额2 5 0 0 0 0 美元 折旧年限5 年直线折旧 残值4 每年修理费1 0 ，0 0 0 美元 开机率9 0 使用效率9 0 根据以上信息，按照本文第4 节有关处理方法，我们就可以确定某 台设备单位时间的使用费用，针对每一台设备，我们可以将所有设备信 息制成附录二所示的设备清单，存在于计算机中备用，在附录二中，仅 显示出歼机率和使用效率这两内容，其余信息蕴含在设备编号之中，因 为设备的开机率和使用效率每年随设备状况及每年生产产品的结构有 变化，需要生产部门的设备工程师每年做适当调整，为了便于计算机处 理，所涉及的表格均以西文表示。 5 3 制定设备、工艺清单 将附录一的产品工艺流程清单转化为附录三所示的产品工艺设备 清单从附录一到附录三，我们做了以下转化处理a ( 1 ) 将同一流程中出现的相同的工序归并，并列入频次( o c c u p ) 这一信息，频次即该工序在本流程中出现的次数，如涂胶在本流程中出 现了1 0 次。 ( 2 ) 将某工序可能在某一类设备上加工的这类准备的全部设备都 罗列出来，并列入使用概率这一信息，如涂胶( c o a t i n g ) 可以在s v g o l a 上的都不能进行，而在某一台设备上加工的可能性为1 0 ，即该台设备 被使用的概念为1 0 。 根据上述两个变化，我们形成了附录三所示的工艺设备清单，通 过这一个工艺设备清单我们将一个产品或工艺由工序作为中介同工序 的设备费用，化剂成本结合起来，使得整个工艺流程的成本准确测算有 了可能，每一个新产品或新工艺的诞生，我们要求相关技术人员拟定并 提供一个如附录三所示的工艺设备清单，在整个生产线上，有几种工 艺，即有几种工艺设备清单，通过计算机的运行，我们可以获得每一个 工艺的成本额。 5 4 辅料的计算 辅料是指光刻胶、化剂、靶材、特气。生产线上加工工序越多，则 对辅料的消耗越多，然而工序一旦确定，其辅料的用量也随之确定了， 如涂胶一次消耗1 m l 光刻胶，又如一瓶用于离子源的特气用来离子注入 可加工4 0 卡晶片，则可计算出每片离子注入所耗的费用，总之辅料作 为典型的可变成本是比较容易准确地测算到每一硅片上的。 6 程序运行，计算 机算机系统根据所存贮的设备信息，附录二的设备清单及状态和附 录三的产品工艺设备清单，可以通过计算机运算，得到附录四的运行 结果，这个运行结果显示构成c 3 0 这一工艺的各种固定成本为4 5 2 6 美 元，可变成本中硅片为l 2 6 美元，辅料为2 5 7 8 美元，那么，它的总成 本为8 3 6 4 美元。 6 1 成本的构成 成本由固定成本和变动成本两部份构成，其中固定成本由各工序的 固定成本累加构成，即f c = ：，心+ 。 变动成本由两部份构成，一部份为硅片成本，一旦工艺确定硅片成 本随之确定，另一部份为每一工序的辅料消耗。 一般情况工序越长，所消耗的辅料也越多，即硅片消耗量随投片量 大小而变化，而其它辅料消耗是随工序而变化的，那么v c = v c 。 + ：，喝+ 其中f e i 十或v e i + 是指第1 工序加工中所消耗和固定成本或变动成 本。 其总成本t c = f c + v c 2 ：l 彤+ + v c n h + ：嵋+ = v c nh + ：( f c 。+ + 憾+ ) 这一成本的核算模式所计算的成本结果如3 微米c m o s 工艺成本 为8 3 6 4 美元，与公司实际运行的成本十分接近，与国际同行相当的生 产线相比，成本也基本一致。 6 2 能较好地处理新添设备的成本摊派 新设备的投入会使得可能使用该新设备的所有工序成本上升，而不 涉及的产品，则工序成本不提高，这是比较合理的，例如在附录四中的 p - w e l li m p l a n t 这一步工序中，完成这工序有二种工序选择，其一选 用i m p 6 6 机器，另一选择是i m p 6 2 机器，在实际过程中，这两台机器 中任一台被选中末使用的概率是一样的，故其使用概率都为5 0 ，由于 i m p 6 6 为二手设备，且采购日期在9 0 年以前，而1 m p 6 2 是新设备，采 购价格较昂贵，从这儿的处理方法可见，完成同一工序的固定成本有很 大差异，用i m p 6 2 完成工序其成本( 5 0 ) 为0 4 0 0 8 美元，而使用i m p 6 6 (5 0 ) 为0 0 0 9 4 ， 则完成该工序的平均固定成本为 o 4 0 0 8 + 0 0 0 9 4 = 0 4 1 0 2 美元，这是符合实际情况。 6 3 主要产品工艺成本状况 根据上述的运算模型，我们依次对生产线上运行的产品逐一进行成 本测算，可以得到以下结果： 单位：人民币( 元) 工艺类型硅片采购价化剂固定成本总成本 1 2 9 m c m o s 9 62 6 6 3 76 5 6 2 01 0 18 5 7 2 4 p m c m o s 9 61 9 4 34 2 0 8 47 1 1 1 4 3 p m c m o s 9 62 3 3 4 53 2 5 4 96 5 4 9 4 4 p m b i p o l a r c m o s 8 0l5 5 4 42 7 6 7 85 1 2 2 2 1 2 p m c m o s ( a ) 9 63 l o 7 77 6 5 5 61 1 7 2 3 3 2 4 “m b i c m o s 8 03 5 0 - 8 28 2 0 1 01 2 5 0 9 2 注意上述的测算结果与整条生产线的全年总投片量有一定的相关 性，这里假设年均投片量为1 6 万片，并各种产品的胶片比例遵循了一 定的投片结构规律。 7 成本核算模式应用的准确性探讨 7 1 全年总投片量多少对总成本的影响 全年总投片量假定值，即整个工艺线设备配置基本平衡是本成本核 算模式的一个出发点。例如现在是按全年投片1 6 万元，在绝大部份设 备扣除开机率以外的机时和使用效率下，机器是完全用足的，一旦实际 情况发生了变化，如投片量与预期的值相差较远时，则固定成本的偏离 会较大，确定一个集成电路制造车间投片的需求量是至关重要的，投片 量越大其边际收益成倍增长，一旦投片不足或远离设定的目标，那么单 片的加工成本会巨幅上涨。 7 2 成本信息必须及时更新 在本成本核算模式中，成本信息的更新及时与否，对成本的测算的 准确与否非常重要，这些信息包括。 ( 1 ) 生产流程或工艺程序的变化，生产技术人员非常注重技术文 件的更改而忽略有关成本信息的更新，这样导致在实际过程中，工艺流 程发生的工序变化而导致的成本增加或减少不能及时地反应到成本测 算体系中。 ( 2 ) 设备状态和开机率，使用效率，新增添设备等，这些信息， 必须同步反应到设备状态表面，工艺设备状态表 。 7 3 生产技术管理的绩效也将反应在成本之中。 本成本核算模式是在设定的典型的技术，经济指标下相出的，如 返工率3 ，出线合格率为9 0 ，若管理控制不善，使得意外事件发生 如连续几个月，返工率到6 1 1 居高不下，又如重大工艺事件导致大量 硅片报废，那么将产量影响测算成本与实际成本的一致性。 7 4 其他情况的变化 其他情况的变化包括非主要设备的增添，动力设备的增添，这些情 况将通过工厂成本的摊派来影响成本。 8 9 9 年上海贝岭成本分析 8 1 公司9 9 年主营业务成本：2 19 ，4 8 5 ，7 3 6 5 2 元 其中含芯片封装为其他外协加工支付费用：5 2 ，6 6 5 ，9 3 1 。 含贝岭后道生产( 测试，老化) 车间成本费用：3 3 ，3 6 3 ，9 6 1 。 那么9 9 年贝岭4 英寸集成电路生产线生产成本为：1 3 3 ，4 5 5 ，8 4 4 元。 8 2 利用工序成本分析模式测算9 9 年生产成本 8 2 1 9 9 年4 英寸投片状况： 表8 1 产品工艺硅片 化剂固定成本总额9 9 胶片量 代号( 元) ( 元)( 元)( 元)( 片) 3r t m b l c m o s a9 62 13 7 3 4 6 2 9 27 7 2 6 53 8 5 4 1 4 p m b i p o l a r9 619 4 33 2 5 9 86 1 6 2 83 0 7 6 6 2 4 l t m b i c m o s 8 03 5 0 8 28 2 0 1 0 1 2 5 0 9 219 5 0 2 1 2 a m c m o s9 63 l o 7 77 6 5 5 61 1 7 2 3 33 0 5 9 9 2 4 a m c m o s 9 61 9 4 34 2 0 8 47 1 1 1 42 1 0 4 9 表8 19 9 年投片结构 根据表8 1 可计算出全年硅片化剂和固定费用的总消耗 表8 - 2 各产品工艺成本额 产品工艺代号硅片( 片)化剂固定成本总成本单位：元 3i a m b i c m o s a3 6 9 9 9 3 68 0 1 6 5 2 91 7 8 4 1 4 0 02 9 5 5 7 8 6 3 4 1 t m b i p o l a r 2 9 5 3 5 3 65 9 7 7 8 3 41 0 0 2 9 1 0 118 9 6 0 4 7 0 2 4 i t m b i c m o s 15 6 0 1 6 06 8 4 1 6 9 215 9 9 3 5 9 02 4 3 9 5 4 4 2 1 2 1 t m c m o s 2 9 3 7 5 0 49 5 0 9 2 5 l2 3 4 2 5 3 7 03 5 8 7 2 1 2 6 2 4 p m c m o s 2 0 2 0 7 0 44 0 8 9 8 2 l8 8 5 8 2 6 11 4 9 6 8 7 8 6总计： 1 2 3 7 5 4 6 8 7 8 2 2 比较成本测算与实际发生产值之间的差异 表8 3 测算实际成本比较 总成本( 百万)可变成本固定成本 利用成本核算模式测算值1 2 3 7 54 7 6 17 6 15 实际发生值13 3 4 63 8 6 29 4 8 4 与实际值差异7 2 2 3 3 1 9 7 将成本按可变成本( 化剂+ 硅片) ，固定成本，总成本与实际发生 的成本作一比较结果如表8 3 所示。 其中总成本核算值与实际发生值，相差7 2 是比较相近的。 可变成本比率与固定成本比率倒挂是因为可变成本的每工序定额 在测算过程中偏高，固定成本的核算低于实际值是因为投片量低于核算 模式的典型值1 6 万片，若将固定成本折算到1 6 万片，那么其偏差将降 1 为( 7 6 15 = 一) 一9 4 8 4 9 4 8 4 = 1 4 。 9 应用生产成本测算模式来测箅企业盈方平衡产量 9 1 上海贝岭产品属性 上海贝岭的产品主要是应用于程控交换机系统，这些电路相互配套形成 电路芯片组合，这些产品是公司的主导产品，各产品的投片比例具有一 定的内在规律性，使得生产线设备的配置尽量迎合这种内在的规律，表 9 1 显示了这种可能的投片规律。 以4 0 0 万线通讯电路和1 0 0 0 万某工业用产品作为主导产品为例将 折合以下投片 工艺代号可变成本固定成本总成本投片需求每片销售价 2 4 v m b i c m o s4 3 0 元8 2 0 元8 1 2 5 元2 5 0 0 0 3 t5 0 元 1 2 1 a m c m o s 4 17 元7 6 5 元11 2 2 元1 0 0 0 04 4 8 2 元 2 4 1 t m c m o s 2 9 0 元4 2 1 元7 1 1 元1 0 0 0 04 2 3 6 元 3i a m b i c m o s3 1 0 元4 6 3 元7 7 3 元1 0 0 0 04 5 2 1 元 上述四类产品中前3 类的投片取决于通讯类电路方面，若以 1 2 9 m c m o s 产量为x ，那么，第一、三类投片分别为2 5 x 和x ，第 四类产品在近三年中市场中将保持平衡。 9 2 推导生产函数 销售收入 s = 2 5 x 3 15 0 十x 4 4 8 2 + x 4 2 3 6 + x 4 2 3 6 + 1 0 0 0 0 4 5 2 1 = 1 6 5 9 3 x + 4 5 2 1 0 0 0 0 销售成本t c = v c + f c = 2 5 x 4 3 0 + x 4 1 7 + 2 9 0 x + 3 1 0 1 8 0 0 0 + 9 4 8 4 0 0 0 0 = 1 7 8 2 x + 1 0 0 4 2 0 0 0 0 令s = t c 即16 5 9 3 x + 4 5 2 9 0 0 0 0 = l7 8 2 x + 1 0 4 2 0 0 0 0 解得x = 3 7 3 0 因为x = 1 0 0 0 0 时相当于4 0 0 万线通讯电路 那么x = 3 7 3 0 时。相当于15 0 万线 2 7 即当通讯类电路在15 0 万线时，生产达到了盈亏平衡，此时的投片 结构为表9 2 所示。 表9 2盈亏平衡时的股片结构 工艺代号盈亏平衡时的胶片量平均每天胶片 2 4 微米b i c o m o s9 3 2 5 片 1 2 微米c m o s3 7 3 0 片 2 4 微米c m o s3 7 3 0 片 3 微米b i c m o s1 0 0 0 0 片 总计2 6