关于芯片fab的一些知识.doc

最近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。 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Fab Less Design House。 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，Silicon Process的前期投资变得非常的大。一条8英寸的生产线，需要投资78亿美金；而一条12英寸的生产线，需要的投资达1215亿美金。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，Fab Less Design House的成长是非常可观的。从UMC中分离出去的一个小小的Design Group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。 Fab Less Design House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Fab Less Design House专注于Chip的设计，这就是分工。大家都不能坏了行规。如果Fab Less Design House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Fab Less Design House辛辛苦苦建立起来的Fab。而如果Foundry自己去做Design，那么Fab Less Design House就会心存疑惑究竟自己的Pattern Design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Fab Less Design House抛弃。 总体来讲，Fab Less Design House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Design House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Design House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。 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Design House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（Miss Operation）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Design House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，曰子过的好快活。 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。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。：） 基本Fab的机构是这样的：-厂长 -Integration -LPIE MPIE YE WAT BR Module -CVD PVD CMP PHOTO ETCH Diffusion WET IMP MFG -MPC TF DIFF PHOTO ETCH 此外相关的直接支持部门还有： Facility IE&PC Fab中PIE要略微比PE和EE好一些，相对进fab的机会要少。 PIE主要的工作有很多，但总而言之是和产品密切相关的。SMIC上海厂有DRAM和Logic两种截然不同的产品，相应的PIE职责也有区别。 Memory PIE（基本都在一厂）通常是分段管理，一般是有人负责Isolation(FOX/STI)，有人负责Capacitance，有人负责Transistor，有人负责后段Interconnect。总体分工比较明确，少数资深的工程师会负责全段的制程。Memory的产品通常种类较少，总量较大，比较少有新的产品。SMIC的Memory有堆栈型和沟槽型两大类，都在一厂有量产。 Logic PIE（两个厂都有）才是真正意义上的Fab PIE，一般来讲Fab要赚钱，Logic的产品一定要起来。Logic PIE通常会分不同的Technology来管理产品，比如0.35um LG/MM/HS；0.18um LG/MM/HS/SR；0.13um LG/SR等等。Logic的产品种类非常多，但每颗的总量一般不会太大，如果能够有1000pcs/月的量，那已经是比较大的客户了。如果遇到这样的新客户，大家可以去买他的股票，一定可以赚钱。 Logic PIE的主要工作通常有Maintain和NTO两大类，前者针对量产的大量产品的良率提高，缺陷分析等。后者主要是新产品的开发和量产。具体的工作么，拿NTO来讲，有Setup process flow, pirun, fab out report, defect reduction, yield analysis, customer meeting, . .等等。 相比较而言，进fab倒不是最主要的，分析数据和写报告的工作为主。 通常讲Fab的工作环境比较恶劣，那就是指Module和MFG。因为PIE可以比较少进Fab，所以PIE虽然也会比较忙，但是接触到辐射、化学药品的机会要少很多。 一般本科毕业生如果去MFG的话会做线上的Super，带领Leader和一群小妹干活。除非你从此不想和技术打交道，否则不要去MFG。只有想将来做管理的人或者还会有些兴趣，因为各个不同区域的MFG都是可以互换的，甚至不同产业的制造管理都是一样的。Fab的MFG Supper在封装、测试厂，在TFT/LCD厂，在所有的生产制造型企业都可以找到相关合适的位置。和人打交道，这是管理的核心，而在MFG，最重要的就是和人打交道。你会和EE吵架，和PE吵架，和PIE吵架，被Q的人闻讯，可以修理TD的弟兄，不过比较会惹不起PC（Production Control）。喜欢吵架的弟兄可能会乐此不疲，因为MFG和别人吵架基本不会吃亏。 在Fab里有三个“第一”：安全第一，客户第一，MFG第一。所以只要和安全以及客户没有关系，MFG就是最大的，基本可以横着走。PIE能够和MFG抗争的唯一优势，也就是他们可以拿客户来压MFG。MFG在奖金等方面说话的声音比较大，一般而言，奖金优先发放给MFG，因为他们最辛苦。MFG的Super需要倒班，做二休二，12小时12小时的轮，在休息的时候还会被拖过来学习、写报告什么的，所以平均下来一周工作的时间至少在50小时以上。上白班的还好，但是上晚班的生物钟会被弄的比较乱。MFG做常曰的Super会好一些。 不建议硕士以及以上学历的弟兄去MFG。