半导体行业介绍

最近天涯有不少的弟兄谈到半导体行业，以及SMIC、Grace等企业的相关信息。在许多弟兄迈进或者想要迈进这个行业之前，我想有许多知识和信息还是需要了解的。正在半导体制造业刚刚全面兴起的时候，我加入了SMIC，在它的Fab里做了四年多。历经SMIC生产线建立的全部过程，认识了许许多多的朋友，也和许许多多不同类型的客户打过交道。也算有一些小小的经验。就着工作的间隙，把这些东西慢慢的写出来和大家共享。如果有什么错误和不当的地方，请大家留贴指正。作者：core-logic回复日期：2005-12-2616:12:53从什么地方开始讲呢？就从产业链开始吧。有需求就有生产就有市场。市场需求（或者潜在的市场需求）的变化是非常快的，尤其是消费类电子产品。这类产品不同于DRAM，在市场上总是会有大量的需求。也正是这种变化多端的市场需求，催生了两个种特别的半导体行业--Fab和FabLessDesignHouse。我这一系列的帖子主要会讲Fab，但是在一开头会让大家对Fab周围的东西有个基本的了解。像Intel、Toshiba这样的公司，它既有Design的部分，也有生产的部分。这样的庞然大物在半导体界拥有极强的实力。同样，像英飞凌这样专注于DRAM的公司，活得也很滋润。至于韩国三星那是个什么都搞的怪物。这些公司，他们通常都有自己的设计部门，自己生产自己的产品。有些业界人士把这一类的企业称之为IDM。但是随着技术的发展，要把更多的晶体管集成到更小的Chip上去，SiliconProcess的前期投资变得非常的大。一条8英寸的生产线，需要投资7~8亿美金；而一条12英寸的生产线，需要的投资达12~15亿美金。能够负担这样投资的全世界来看也没有几家企业，这样一来就限制了芯片行业的发展。准入的高门槛，使许多试图进入设计行业的人望洋兴叹。这个时候台湾半导体教父张忠谋开创了一个新的行业--foundry。他离开TI，在台湾创立了TSMC，TSMC不做Design，它只为做Design的人生产Wafer。这样，门槛一下子就降低了。随便几个小朋友，只要融到少量资本，就能够把自己的设计变成产品，如果市场还认可这些产品，那么他们就发达了。同一时代，台湾的联华电子也加入了这个行当，这就是我们所称的UMC，他们的老大是曹兴诚。--题外话，老曹对七下西洋的郑和非常钦佩，所以在苏州的UMC友好厂（明眼人一看就知道是UMC在大陆偷跑）就起名字为和舰科技，而且把厂区的建筑造的非常有个性，就像一群将要启航的战船。----想到哪里就说到哪里，大家不要见怪。在TSMC和UMC的扶植下，FabLessDesignHouse的成长是非常可观的。从UMC中分离出去的一个小小的DesignGroup成为了著名的股神联发科。当年它的VCD/DVD相关芯片红透全世界，股票也涨得令人难以置信。我认识一个台湾人的老婆，在联发科做Support工作，靠它的股票在短短的四年内赚了2亿台币，从此就再也不上班了。FabLessDesignHouse的成功让很多的人大跌眼镜。确实，单独维持Fab的成本太高了，所以很多公司就把自己的Fab剥离出去，单独来做Design。Foundry专注于Wafer的生产，而FabLessDesignHouse专注于Chip的设计，这就是分工。大家都不能坏了行规。如果FabLessDesignHouse觉得自己太牛了，想要自建Fab来生产自己的Chip，那会遭到Foundry的抵制，像UMC就利用专利等方法强行收购了一家FabLessDesignHouse辛辛苦苦建立起来的Fab。而如果Foundry自己去做Design，那么FabLessDesignHouse就会心存疑惑--究竟自己的PatternDesign会不会被对方盗取使用？结果导致Foundry的吸引力降低，在产业低潮的时候就会被FabLessDesignHouse抛弃。总体来讲，FabLessDesignHouse站在这个产业链的最高端，它们拥有利润的最大头，它们投入小，风险高，收益大。其次是Foundry(Fab)，它们总能拥有可观的利润，它们投入大，风险小，受益中等。再次是封装测试（Package&Testing），它们投入中等，风险小，收益较少。当然，这里面没有记入流通领域的分销商。事实上分销商的收益和投入是无法想象和计量的。我认识一个分销商，他曾经把MP3卖到了50%的利润，但也有血本无归的时候。所以DesignHouse是三年不开张，开张吃三年。而Fab和封装测试则是赚个苦力钱。对于Fab来讲，同样是0.18um的8英寸Wafer，价格差不多，顶多根据不同的Metal层数来算钱，到了封装测试那里会按照封装所用的模式和脚数来算钱。这样Fab卖1200美元的Wafer被Designer拿去之后，实际上卖多少钱就与Fab它们没有关系了，也许是10000美元，甚至更高。但如果市场不买账，那么DesignHouse可能就直接完蛋了，因为它的钱可能只够到Fab去流几个Lot的。作者：core-logic回复日期：2005-12-2617:44:19我的前老板曾经在台湾TSMC不小心MO，结果跑死掉一批货，结果导致一家DesignHouse倒闭。题外话--Fab的小弟小妹看到动感地带的广告都气坏了，什么没事MO一下，这不找抽吗？没事MO（MissOperation）一下，一批货25片损失两万多美元，奖金扣光光，然后被fire。在SMIC，我带的一个工程师MO，结果导致一家海龟的DesignHouse直接关门放狗。这个小子很不爽的跳槽去了一家封装厂，现在混得也还好。所以现在大家对Fab的定位应该是比较清楚的了。Fab有过一段黄金时期，那是在上个世纪九十年代末。TSMC干四年的普通工程师一年的股票收益相当于100个月的工资（本薪），而且时不时的公司就广播，总经理感谢大家的努力工作，这个月加发一个月的薪水。但是过了2001年，也就是SMIC等在大陆开始量产以来，受到压价竞争以及市场不景气的影响，Fab的好时光就一去不复返了。高昂的建厂费用，高昂的成本折旧，导致连SMIC这样产能利用率高达90%的Fab还是赔钱。这样一来，股票的价格也就一落千丈，其实不光是SMIC，像TSMC、UMC的股票价格也大幅下滑。但是已经折旧折完的Fab就过得很滋润，比如先进（ASMC），它是一个5英寸、6英寸的Fab，折旧早完了，造多少赚多少，只要不去盖新厂，大家分分利润，日子过的好快活。所以按照目前中国大陆这边的状况，基本所有的Fab都在盖新厂，这样的结论就是：很长的一段时间内，Fab不会赚钱，Fab的股票不会大涨，Fab的工程师不会有过高的收入。虽然一直在亏本，但是由于亏本的原因主要是折旧，所以Fab总能保持正的现金流。而且正很多。所以结论是：Fab赔钱，但绝对不会倒闭。如果你去Fab工作，就不必担心因为工厂倒闭而失业。下面讲讲Fab对人才的需求状况。Fab是一种对各类人才都有需求的东西。无论文理工，基本上都可以再Fab里找到职位。甚至学医的MM都在SMIC找到了厂医的位置。很久以前有一个TSMC工程师的帖子，他说Fab对人才的吸纳是全方位的。（当然坏处也就是很多人才的埋没。）有兴趣的网友可以去找来看看。一般来讲，文科的毕业生可以申请Fab厂的HR，法务，文秘，财会，进出口，采购，公关之类的职位。但是由于是Support部门这些位置的薪水一般不太好。那也有些厉害的MM选择做客户工程师（CE）的，某些MM居然还能做成制程工程师，真是佩服啊佩服。理工科的毕业生选择范围比较广：计算机、信息类的毕业生可以选择作IT，在Fab厂能够学到一流的CIM技术，但是由于不受重视，很多人学了本事就走人先了。工程类的毕业生做设备(EE)的居多，一般而言，做设备不是长久之计。可以选择做几年设备之后转制程，或者去做厂商（vendor），钱会比较多。当然，也有少数人一直做设备也发展得不错。比较不建议去做厂务。材料、物理类的毕业生做制程(PE)的比较多，如果遇到老板不错的话，制程倒是可以常做的，挺两年，下面有了小弟小妹就不用常常进Fab了(批注：经典，哈哈)。如果做的不爽，可以转PIE或者TD，或者厂商也可以，这个钱也比较多。电子类的毕业生选择做制程整合，也就是Integration（PIE）得比较多，这个是在Fab里主导的部门，但如果一开始没有经验的话，容易被PE忽悠。所以如果没有经验就去做PIE的话，一定要跟着一个有经验的PIE，不要管他是不是学历比你低。所有硕士或者以上的毕业生，尽量申请TD的职位，TD的职位比较少做杂七杂八的事情。但是在工作中需要发挥主动性，不然会学不到东西，也容易被PIE之类的人骂。将来有兴趣去做封装、测试的人可以选择去做产品工程师（PDE）。有兴趣向Design转型的人可以选择去做PIE或者PDE。喜欢和客户打交道的人可以选择去做客户工程师CE，这个位置要和PIE搞好关系，他们的Support是关键。有虐待别人倾向，喜欢看着他人无助神情的人可以考虑去做QE。QE的弟兄把PIE/PE/EE/TD/PDE之类的放挺简直太容易了。：）其他的想到再说。先转贴一些词汇表，免得到时候冒些个专有名词大家不好理解：1ActiveArea主动区（工作区）主动晶体管（ACTIVETRANSISTOR）被制造的区域即所谓的主动区（ACTIVEAREA）。在标准之MOS制造过程中ACTIVEAREA是由一层氮化硅光罩即等接氮化硅蚀刻之后的局部场区氧化所形成的，而由于利用到局部场氧化之步骤，所以ACTIVEAREA会受到鸟嘴（BIRD'SBEAK）之影响而比原先之氮化硅光罩所定义的区域来的小，以长0.6UM之场区氧化而言，大概会有0.5UM之BIRD'SBEAK存在，也就是说ACTIVEAREA比原在之氮化硅光罩所定义的区域小0.5UM。2ACTONE丙酮1.丙酮是有机溶剂的一种，分子式为CH3COCH3。2.性质为无色，具刺激性及薄荷臭味之液体。3.在FAB内之用途，主要在于黄光室内正光阻之清洗、擦拭。4.对神经中枢具中度麻醉性，对皮肤黏膜具轻微毒性，长期接触会引起皮肤炎，吸入过量之丙酮蒸汽会刺激鼻、眼结膜及咽喉黏膜，甚至引起头痛、恶心、呕吐、目眩、意识不明等。5.允许浓度1000PPM。3ADI显影后检查1.定义：AfterDevelopingInspection之缩写2.目的：检查黄光室制程；光阻覆盖→对准→曝光→显影。发现缺点后，如覆盖不良、显影不良…等即予修改，以维护产品良率、品质。3.方法：利用目检、显微镜为之。4AEI蚀刻后检查1.定义：AEI即AfterEtchingInspection，在蚀刻制程光阻去除前及光阻去除后，分别对产品实施全检或抽样检查。2.目的：2-1提高产品良率，避免不良品外流。2-2达到品质的一致性和制程之重复性。2-3显示制程能力之指针2-4阻止异常扩大，节省成本3.通常AEI检查出来之不良品，非必要时很少作修改，因为重去氧化层或重长氧化层可能造成组件特性改变可靠性变差、缺点密度增加，生产成本增高，以及良率降低之缺点。5AIRSHOWER空气洗尘室进入洁净室之前，需穿无尘衣，因在外面更衣室之故，无尘衣上沾着尘埃，故进洁净室之前，需经空气喷洗机将尘埃吹掉。6ALIGNMENT对准1.定义：利用芯片上的对准键，一般用十字键和光罩上的对准键合对为之。2.目的：在IC的制造过程中，必须经过6~10次左右的对准、曝光来定义电路图案，对准就是要将层层图案精确地定义显像在芯片上面。3.方法：A.人眼对准B.用光、电组合代替人眼，即机械式对准。7ALLOY/SINTER熔合Alloy之目的在使铝与硅基(SiliconSubstrate)之接触有Ohmic特性，即电压与电流成线性关系。Alloy也可降低接触的阻值。8AL/SI铝/硅靶此为金属溅镀时所使用的一种金属合金材料利用Ar游离的离子，让其撞击此靶的表面，把Al/Si的原子撞击出来，而镀在芯片表面上，一般使用之组成为Al/Si(1%)，将此当作组件与外界导线连接。9AL/SI/C