半导体晶圆代工企业研发项目成本管理的研究

'ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeofEngineeringSemiconductorwaferfoundryenterprisedevelopmentprojectcostmanagementresearchAuthor：ZhangLiSpecialty:ProjectManagementAdvisorⅠ:Prof.LiXiaoyongAdvisorⅡ:XiaHaogangSchoolofInformationSecurityEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaJuly4,2012 上海交通大学工程硕士学位论文半导体晶圆代工企业研发项目成本管理研究摘要摘要半导体晶圆代工行业处于集成电路设计、产品开发以及成品制造销售所构成的产业集群之中，是面向社会、面向消费者的高科技生产制造行业。随着IC设计的日趋精进，市场竞争日益激烈，更高阶的技术不断被要求，且价格竞争成为企业直接进行竞争的主要手段。研发新型项目是带动企业经营发展的有效途径，而其成本管理的核心是项目成本管理，核心内容在于协调分配现有项目资金的使用，综合改善项目运营的收益性。根据经济学原理，项目成本控制应坚持多方向角度考虑问题，以此实现成本收益最大化，为企业节省更多的资金用于其它投资。考虑到半导体晶圆代工行业潜在的发展空间，对其采取必要的成本控制方案必不可少，可在保证加工产品质量前提下实现经济效益最优化。本文首先分析了半导体晶圆代工企业研发项目成本管理存在的问题，指出了代工企业成本控制的现实意义，提出课题研究的必要性。然后，由项目成本管理其相关理论引出半导体晶圆代工企业新制程研发项目成本管理的相关理论内容，为后期成本控制提供指导。再次，用定性的方法分析了影响新制程研发项目成本管理的因素，掌握决定研发项目成本控制的具体原因，在此基础上提供了其可行的管理方法，以求实现项目成本投资的最小化。最后，本文以作者所在公司研发项目为例，具体说明企业进行项目成本管理的相关内容，把各项成本控制方案落实到详细的案例中，为晶圆代工企业进行研发项目成本管理提供实证参考。 上海交通大学工程硕士学位论文摘要关键词：半导体晶圆代工企业；新制程研发；项目成本管理；项目组织结构；项目进度 上海交通大学工程硕士学位论文ABSTRACTSemiconductorwaferfoundryenterprisedevelopmentprojectcostmanagementresearchABSTRACTSemiconductorwaferfoundryindustryinintegratedcircuitdesign,productdevelopmentandproductmanufacturingandsalesofindustrialcluster,isfacingthesociety,consumer-orientedhigh-techmanufacturingindustries.WiththeincreasinglysophisticatedICdesign,themarketcompetitionisbecomingincreasinglyfierce,higherorderprocessbeingconstantlyasked,andpricecompetitionhasbecometheprimarymeansofbusinesscompetition.Researchanddevelopmentofnewprojectsistodrivebusinessdevelopmenteffectiveway,throughnewprojectplanningarrangementstopromotethereformofenterpriseinteriorsystem,bringdifferentproductmanufacturingefficiency.Newprocessresearchanddevelopmentcostmanagementisthecoreofprojectcostmanagement,thecorecontentistocoordinatethedistributionofexistingintheuseofprojectfunds,comprehensiveimprovementprojectoperationincome.Basedontheprinciplesofeconomics,theprojectcostcontrolshouldadheretothedirectionofpointofview,soastorealizethecostprofitisthebiggestchange,fortheenterprisetosavemoremoneyforotherinvestment.Consideringthefoundryindustrypotentialdevelopmentspace,totakethenecessarycostcontrolschemeisessential,inensuringtheprocessingqualityofproductsunderthepremisetorealizeoptimizationofeconomicbenefits.ThisarticlefirsttosemiconductorwaferfoundryenterpriseR&Dprojectcostmanagestheproblemofexistenceasthestartingpoint,in-depthanalysisoffoundryenterprisecostcontrolandrealsignificance,putforwardthenecessityofresearch.Then,fromthepointofthewayalong,theprojectcostmanagementrelatedtheoryofsemiconductorwaferfoundryenterprisenewprocessprojectcostmanagementrelatedtothetheoreticalcontent,forthelatterpartofcostcontroltoprovidescientificguidance.Again,thispaperusesqualitativemethodanalyzedtheeffectofthenewprocessofR&Dprojectcostmanagementfactors,masterdecidedtoprojectcostcontrolspecificreason,onthisbasisprovidesthefeasiblemanagement 上海交通大学工程硕士学位论文ABSTRACTmethod,inordertoachieveprojectcostminimization.Finally,takenthecompany"sR&Dprojectasanexample,thisthesisprovidedempiricalreferencestothefoundryenterprisesinresearchanddevelopmentofprojectcostmanagement..Keywords:semiconductorwaferfoundryenterprises;newprocessdevelopment;projectcostmanagement;projectorganization;projectprogress 上海交通大学工程硕士学位论文目录目录第一章绪论..................................................................11.1问题的提出.............................................................1.2研究的目的及意义.......................................................1.3研究思路和方法.........................................................1.3.1研究思路...........................................................1.3.2研究方法...........................................................13556第二章晶圆代工企业项目成本管理相关理论及研究综述............................82.1项目成本管理理论.......................................................82.1.1项目成本管理的概念.................................................82.1.2项目成本管理的内容.................................................92.2晶圆代工企业研发项目成本管理的内容与特点..............................102.2.1晶圆代工企业研发项目成本管理的内容................................102.2.2晶圆代工企业项目成本管理的特点....................................122.3国内外研究综述........................................................132.3.1国外研究综述......................................................132.3.2国内研究综述......................................................16第三章晶圆代工企业研发项目成本成本管理的影响因素分析及方法研究.............183.1晶圆代工企业研发项目成本管理影响因素分析..............................3.1.1项目组织层次的合理性和高效性......................................3.1.2研发项目的技术经济指标............................................3.1.3项目的规模经济与经济生产批量......................................3.1.4项目绿色生产系统..................................................3.2晶圆代工企业研发项目的成本管理方法研究................................3.2.1研发项目的成本计划与控制..........................................3.2.2研发项目的量本利分析..............................................3.2.3项目成本管理中的线性规划方法......................................3.2.4网络计划技术在项目进度控制中的应用................................3.2.5生产过程的库存决策方法............................................3.2.6项目方案的成本效益分析............................................181819212222222829313438第四章案例分析—苏州联合投资有限公司F项目的成本管理.......................404.1公司概况与项目简介....................................................4.1.1项目方案的成本效益分析............................................4.1.2F项目研发概述....................................................4.1.3行业发展趋势......................................................4.2F项目成本管理的影响因素分析..........................................4.2.1项目成本管理组织结构..............................................404040414242 上海交通大学工程硕士学位论文目录4.2.2项目研发费用和产品制造成本........................................4.2.3设备寿命周期费用..................................................4.2.4不良品损失费用....................................................4.3F项目成本管理的方法应用..............................................4.3.1F项目的量本利分析................................................4.3.2F项目的成本规划..................................................4.3.3工艺过程的时间和费用优化..........................................4.3.4F项目库存模型的选择..............................................4.3.5晶圆产品的良品率与成本控制........................................4.3.6生产自动化管理与成本控制..........................................44474848485052566063第五章结论及展望...........................................................665.1结论..................................................................665.2展望..................................................................66致谢......................................................................67参考文献....................................................................68攻读硕士学位期间已发表或录用的论文..........................................70 上海交通大学工程硕士学位论文第一章绪论第一章绪论1.1问题的提出现今社会，以硅为原料的电子组件产值，已经超过了以钢为原料的传统产业产值。人类历史因而进入了一个崭新的时代——硅的时代。硅所代表的就是半导体产业，包括存储元件，微处理机，逻辑组件与光电组件等在内，举凡电脑，电话，电视，汽车等半导体组件产品正以及其迅猛的速度增长及发展，半导体行业也愈加显示出了其巨大的发展潜力。随着市场经济体制的日臻成熟和逐渐完善，企业要在市场经济大潮中立足，并取得长久发展，内部成本管理称为必不可少的重要环节。如何降低研发成本，发展新型技术，成为高科技半导体代工企业急需解决的首要问题。论文主要站在国内大型半导体晶圆代工企业的角度上，考虑项目成本管理的相关问题，其中以苏州联合投资有限公司新制程研发项目成本管理为代表进行相关问题的研究说明。虽然，半导体晶圆代工产业持续保持快速成长之态势，但是，相应企业成本管理水平却没有相应的提高，尤其是新制程新产品研发的成本管理之问题愈加严重。晶圆代工企业研发成本管理的核心是项目成本管理，因此，提晶圆代工企业研发项目成本管理水平成为促进半导体代工行业精进的主要动力之一。而现行晶圆代工企业研发项目成本管理主要局限于成本控制，即运用各种方法，预定成本限额，按限额开支，以实际与限额比较，衡量项目经营活动的成绩与效果。晶圆代工企业研发项目成本管理大部分还停留在表面，缺乏健全的成本管理模式，其主要问题体现在以下几个方面：1.研发成本观念模糊，成本管理意识淡薄企业研发成本是企业设计开发产品所发生的一切费用的总和。进入市场经济后，企业的职能发生相应变化，既是生产者，又是经营者。但在实际工作中，不少企业成本观念模糊，缺乏完全成本概念。近年来，随着半导体行业的不断新兴，晶圆代工企业竞争日趋激烈。面对市场竞争的沉重压力，不少企业盲目接收订单，不断压低利润生产，使企业陷入越做越亏的境地；有的公司不计项目成本盲目铺展，使企业背上沉重的包袱，甚至危及企业的生存发展。这些企业在进行项目经营决策时，忽视最基本的市场调查，缺乏最基本的成本管理意识，没有很好地去分析项目的特点，盲目争取项目，没有有效地进行成本控制及核算，使得无效成本产生，造成严重的经济损失。2.研发成本管理方法落后，缺乏管理效率研发作为提高现代企业创新能力的主要途径其重要程度已经得到了企业界和各国政府的普遍认同。但研发项目技术含量高、研发周期长、投资规模大,第1页 上海交通大学工程硕士学位论文第一章绪论往往需要耗费大量资金以责任会计控制,标准成本制度为核心的传统成本控制体系,容易造成为了本部门利益而损害企业整体利益,成本控制难以达到全局最优的目的。有不少晶圆代工企业制程开发项目成本控制往往只停留于低级最初的财务核算，并没有对成本进行预先控制。这种成本管理方法不能及时收集、传递、处理、储存生产经营过程中出现的大量数据信息，对成本信息做到正确的选择与使用；不能及时准确的发现成本管理中所存在的根本问题及原因，难以对症下药并采取有效措施降低成本，使效益大量流失。3.组织管理分散，缺乏有效的沟通配合多数晶圆代工企业依据组织机构的职能，权限，目标和任务来划分责任中心，形成纵横交错的控制系统。不同的部门组织分别独立，管理分散。财务，采购，技术等分别从自身角度控制成本，进行项目成本管理。这样的分散组织管理模式、缺乏团队内不同职能人员之间的沟通协调，各自为政，很难形成成本管理的良性循环。其实，成本管理在项目管理中是无时不在、无处不在的，它渗透到项目管理的每一道工序，不是简单的一个职能或几个职能人员的事，而是需要所有有关职能人员共同协调来完成的。4.成本管理内容片面，未形成全面成本管理在我国,一些晶圆代工企业存在成本管理观念落后的现象,对项目成本管理内容的认识仍然局限于传统观念之中。对成本管理的范围，目的及手段等的认识存在偏差。很多企业仍然将成本管理局限于企业内部甚至仅包括生产过程，忽略了对其他相关企业和相关领域的成本管理。成本管理的目的也就是降低成本，较少从效益的角度看成本的效用。其手段也主要是通过采购压价及生产节约，不能运用成本效益的原则，通过发生成本来实现更大的收益。对成本的动态变化也认识不足，在市场价位相对稳定的情况下，不能无限扩张成本，只能在损益平衡的区间范围内一定尺度的收缩成本。很多企业在研发过程中仍采用传统的成本管理模式，或铺张浪费不计成本，或对原，燃，辅料以及管理中的死角等诸多因素认识不全，最终导致成本管理工作相对滞后，又耗费大量金钱，使得企业成本超越市场定位，大大削弱了市场竞争力。5.成本管理责任制和监督考核机制不健全建立目标成本责任体系是完善研发项目成本管理体系的重要措施。目标成本是企业基于市场状况，结合公司的经营战略规划，根据预期价位和目标利润所预先确定的，在一定时期内需要通过努力实现的成本指标，是整个研发项目成本的控制标杆。企业的目标责任成本控制就是对企业内部的一个完整的研发项目，通过确定优化的开发设计方案，成立各级责任中心，编制其对应的责任成本控制预算，各自制定控制措施，并对研发过程进行考核，从而提高项目整体经济效益，提高项目成本管理水平的一种管理方式。晶圆代工企业对于研发第2页 上海交通大学工程硕士学位论文第一章绪论项目的责任分工不够明细，各责任中心管理水平及管理素质不能适应责任成本控制的需要，导致企业未形成严谨完善的研发项目成本管理体系。由于成本管理责任制和监督考核机制不健全，晶圆代工企业无法像控制质量目标一样，制定项目的成本管理责任和监督考核的具体指标，无法从管理制度上约束项目中每一个员工的行为，成本管理效率低下。1.2研究的目的及意义研发活动的开展从宏观层面上来讲是培育自主创新能力、保证我国经济快速可持续发展的重要途径；从微观层面来说，它又是企业在激烈的市场竞争中，培育核心竞争力保持长盛不衰发展势头的重要来源。当今世界已经进入以专有技术和专有知识为核心竞争力的新经济时代，同时，知识产权的保护和技术成果的高成本使用也使得研发活动得到了各国政府和各类企业前所未有的重视。虽然在我国,目前研发活动主要是不具有自主知识产权的试验性发展活动，原创性研发活动相对较少，研发项目的整体质量仍然很低，尚不能有力地支撑我国经济的可持续发展。但是我们可以看到,政府和企业对研发投入的经费和人力却是有增无减。有数据显示：全社会研发投入从1995年的约348.7亿元(占GDP的0.6%)上升到2010年的约3600亿元(占GDP的2%)；同时从事研发工作的人员数量也从1995年的75.17万人年上升到2010年的约120万人年。其中，从1999年至2002年这段时间R&D经费年均增长达16.5%，是“八五”期间增长速度的两倍以上，远高于GDP年均增长速度，这表明国家明显加大了对研发活动的投入。一般来说，研发活动投资规模巨大，由于研发项目投入的主体不同，投资规模也不尽相同，由国家或政府投资的研发项目通常少则数百万元，多则几十亿、上千亿；而以企业为主体的研发项目尽管投资的规模相对较小，但是其在企业自有资金里面所占的比重也通常是庞大的。并且很多案例数据表明，大量的研发项目都很难最终取得可观的经济效益。因此加强对研发项目成本管理的研究、有效的控制研发项目中的成本、提高研发项目的成功率是十分重要的，也是值得研究的一个问题。企业加强研发项目成本管理产生的影响将是巨大的。从宏观上看，国内代工行业发展迅速，对国民经济的贡献日益增大。半导体晶圆代工企业加强研发项目成本管理，有利于整个行业水平的提高，有利于促进国家经济的发展。从微观层面上看，晶圆代工企业加强研发活动的项目成本管理，提高研发活动的经济效益，有利于企业节约成本，提高市场竞争力。从企业角度分析，研发活动项目成本管理的必要性具体体现在以下几方面：第3页 上海交通大学工程硕士学位论文第一章绪论1.技术进步快，企业面临研发成本压力20世纪60年代中期提出的摩尔定律，在此后的40多年里依然准确地指导着整个行业的发展，定律中指出，半导体芯片的电路密度每18个月就会翻一番。目前，高级元器件制造的线宽已经发展到最小为90nm，互联电路最多可高达10层。通过不断增加电路的密度，制造商们能够将更多的电子元器件集成到一只芯片上，因而赋予了芯片更高的性能和价值。为了不断实现技术进步，各厂商均对大力进行研发投资，研发费用在晶圆代工企业项目的成本构成中占了很大的比例，如此便压缩了项目的利润空间，有的甚至影响到晶圆代工企业的生存与发展。同时，新《劳动法》的实施，规范了用工方面的内容要求，客观上也增加了项目的人工成本。在这种情况下，进行项目成本管理与控制已成为晶圆代工企业的必然选择。2.市场增长快，低价格具有较强竞争优势半导体工业发展的50多年里，市场价值的年增长率平均大于15％。在过去的20年间，全球半导体市场扩张了10倍以上。美国半导体工业协会（SIA）预测，2011年行业营收将达2500亿美元，年增长率将达到10％。有关机构作出了一种乐观的预测：到2014年，世界集成电路的产值将比现在再翻一倍，达到5000亿美元。这么广阔的市场前景对业界任何一家公司来说，都是极具诱惑力的，但由此而来的则是行业市场竞争的加剧，目前低价中标的项目越来越多，使晶圆代工企业面临着保本、微利经营的严峻形势，这给项目成本管理提出了更高的要求。在项目工程报价一定的情况下，企业只有推进项目成本管理，提高项目成本管理效率，才能取得项目预期收益。这就要求晶圆代工企业对低价中标项目成本管理问题进行认真研究，从而为做好成本管理工作提供一定的参考。3.设备/厂房的固定投资昂贵。半导体的生产工艺对设备和环境要求极高，这导致了高昂的固定成本投入。厂房的建筑成本动辄十亿美元以上，而其专用设备的价值也都在每台几十万美元甚至几百万美元的水平。由于CIM(ComputerIntegratedManufacturing)与价格昂贵、自动化程度极高的晶圆加工、半导体封装、测试设备的广泛运用，引起了成本构成中直接人工费用大幅度减少和间接费用呈多样化巨增。从而也对晶圆代工企业提高成本管理水平提出的要求。4.提高其他部门的管理水平，加强部门之间的协调加强项目成本管理，可以促进晶圆代工企业除会计核算外其他部门的业务水平。项目成本管理需要财务部与项目管理、材料供应等部门密切配合，针对影响成本的各个环节，采用责任分解，定额控制，奖惩考核等一系列措施，达到控制成本的目的。如果企业管理者的成本管理意识提高，在企业内部加强推第4页 上海交通大学工程硕士学位论文第一章绪论行项目成本管理工作，要求企业各部门的工作必须以成本为中心，提高成本工作在其他工作中的位置。如此就可以促进技术部门改善相关专业技术，降低成本；市场营销部门改善营销技巧，降低营销费用等，从而提高各部门管理水平，加强部门之间的协调1.3研究思路和方法1.3.1研究思路论文围绕“晶圆代工企业项目成本管理”这一课题进行研究，具体研究思路如下：第一章为绪论，主要从目前我国晶圆代工企业项目成本管理的现状和存在的问题分析入手，提出本文研究的必要性。第二章介绍了项目成本管理的基本概念和相关理论，沿着由面到点的顺序，从项目成本管理到晶圆代工企业项目成本管理，详细介绍了晶圆代工企业项目成本管理的相关理论内容，为下一章介绍晶圆代工企业进行项目成本管理的影响因素及方法分析提供了理论依据。第三章为理论重点部分，从定性的角度，系统地阐述了晶圆代工企业项目成本管理的影响因素和具体的方法，为案例中具体的项目成本管理实施过程提供了理论指导。第四章为实证主体部分，系统地介绍了苏州联合投资有限公司F项目进行成本管理的具体过程，从而验证前一部分提出的晶圆代工企业项目成本管理的理论内容，具体形象地展示了晶圆代工企业实施项目成本管理的过程。第五章为结论及展望，通过概述文章内容，对全文进行了总结并对简述了该问题未来的研究方向。论文具体框架如图1-1所示：第5页 上海交通大学工程硕士学位论文绪论晶圆代工企业研发项目成本管理相关理论问题提出研究目的及意义研究思路与方法项目成本管理理论晶圆代工企业研发项目成本管理内容与特点第一章绪论及研究综述国内外研究综述晶圆代工企业项目成本晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究案例分析结论与展望管理影响因素分析晶圆代工企业项目成本管理方法公司概况及项目简介项目成本管理因素分析项目成本管理的方法应用图1-1文章研究框架Figure1-1theresearchframework1.3.2研究方法本文通过理论研究和实证分析相结合的方法探讨了“晶圆代工企业项目成本管理”这一课题。首先，本文通过理论分析法提出我国晶圆代工企业项目成本管第6页 上海交通大学工程硕士学位论文第一章绪论理存在的问题；然后，采用定性研究方法，论述了晶圆代工企业项目成本管理的基本理论内容、影响因素和方法；最后，采用实证分析法，具体分析了苏州联合投资有限公司进行项目成本管理的过程和方法，为晶圆代工企业进行项目成本管理提供一些参考。第7页 上海交通大学工程硕士学位论文第二章晶圆代工企业项目成本管理相关理论及研究综述第二章晶圆代工企业项目成本管理相关理论及研究综述2.1项目成本管理理论2.1.1项目成本管理的概念要把握项目成本管理的总体思想，必须要明确两个最基本的概念：一是项目成本；二是成本管理。下文将论述其相关概念，并以前人的研究成果为基础提出本文的主要观点。“成本”在美国会计学会所属的标准委员会中的定义为：成本是指为达到特定目的而发生或应发生的价值牺牲，它可以用货币单位加以衡量”。换句话说，成本是指为了实现一定目的而支付的，或应支付的可用货币衡量的代价。在项目管理领域，成本包括施工生产过程中消耗的生产资料和付给生产者劳动报酬的价值，以及组织和管理项目经营活动所发生的各项费用【1】。在此，本研究认为，项目成本是指项目从初始设计到最终完成期间所需的全部费用的总和。项目的施工成本是项目总成本的主要组成部分，所以项目施工成本的管理成为其项目管理的主要内容。成本管理是以各类成本对象的管理行为的集合。在项目管理领域中，成本管理理论虽经历了相当长时期的发展，但对其定义却没有十分一致的认识。在不同的成本会计文献中对成本管理的内涵有不同的表述，下面是一些比较有代表性的定义。美国学者Charles认为，成本管理指的是“经理人员的为满足顾客要求同【2】定义是“一般所谓成本管理历来被理解为成本控制，它是指管理和控制在一定经营条件下所发生的成本”【3】。我国《成本管理大辞典》对成本管理所下的定义是：成本管理是对企业的产品生产和经营过程中所发生的产品成本有组织、有系统地进行预测、计划、决策、控制、核算、分析和考核等一系列的科学管理工作。其目的在于组织和动员群众，在保证产品质量大前提下，挖掘降低成本的途径，达到以最少的生产耗费取得最大的生产成果【4】。通过上述的几种有关成本管理的观点可以看出，现阶段学术界对成本管理的定义虽然有所不同，但整体上对成本管理思想的理解基本上是一致的。基于此，本研究结合上述定义的思想，将成本管理定义为：在满足顾客要求和保证产品质量的前提下，企业对自身所发生的成本进行有效的预测、决策、计划、控制、核算、分析、考核等一系列的科学管理工作的总和。在明确成本以及成本管理基本概念的同时，还需结合半导体行业研发项目第8页时又持续地降低和控制成本的行动”。日本的《会计学大辞典》对成本管理的 上海交通大学工程硕士学位论文第二章晶圆代工企业项目成本管理相关理论及研究综述的特点，对成本管理进行更进一步的探讨。我们认为，项目成本管理是根据企业的总体战略以及研发和制造目标具体要求，在研发项目实施过程中，对相应研发成本进行有效的预测、决策、计划、控制、核算、分析、考核等一系列的科学管理工作的总和。可以说，研发项目成本管理是研发项目成功的关键，是贯穿项目经营全过程各阶段的重要工作。取得良好的经济效益是项目管理通过一系列的管理工作来实现的最终目的。要明确项目成本管理概念，必须正确地把握和理解以下三点：1.项目成本管理是一类以成本为目标的管理活动，这类管理活动是以项目成本信息的产生和利用为基础而进行的。在项目成本管理之前，必须搜集相应的信息资料，对可能发生的成本进行预测，编制成本预算，然后制定成本计划，控制成本发生的过程等。简单地停留在成本核算阶段的行为不能视为项目成本管理的全部【5】。2.项目成本管理是一类相对柔性的管理而不仅仅是刚性的控制。成本控制只是成本管理的一个环节。认为管理就是控制，是人为的缩小了成本管理概念的外延。所谓成本控制，就是在成本的形成过程中，对成本形成的各项具体活动进行指导，限制和监督，发现偏差，及时采取有效措施，纠正偏差，以实现成本管理的目标。3.项目成本管理本质上是一种价值管理，已渗透到各类研发、生产、制造等项目管理活动的各个方面，而不是仅局限于产品制造过程中的成本管理。将项目成本管理视为生产过程中材料等成本耗费的控制，是对项目成本管理对象的片面理解，这不仅缩小了项目成本管理的范围，也限制了项目成本管理作用的发挥【6】。2.1.2项目成本管理的内容项目成本管理是作为一个系统的概念体系，是由对项目发生的各项成本所进行的预测、决策、计划、控制、核算、分析、考核等功能性过程组成的有机整体。在项目成本管理系统中，各个方面的内容存在一定的内在联系。在项目管理领域，一般将项目成本管理过程分成以下三个阶段：1.成本计划阶段以计划成本为指导，项目管理部门根据各运作环节、各职能单位的具体情况制定分解各自的定额成本(标准成本)和责任成本，作为实施成本控制的标准，并通过成本控制，保证成本计划的实现。所谓成本计划，是指在成本决策的基础上根据计划期的项目任务，降低成本的要求及有关资料，运用一定的方法，通过一定的程序，以货币计量形式表现计划期项目的运作耗费和各种工作的成本水平，并作为控制与考核成本的重要依据。第9页 上海交通大学工程硕士学位论文第二章晶圆代工企业项目成本管理相关理论及研究综述对于成本计划阶段来说，包括项目成本的预测、决策和计划三部分。其中，成本预测是在科学的理论指导下，在认真分析企业内外部条件的基础上，根据项目成本特性和大量的经济资料，分析影响项目成本的各种因素和程度，运用一定的预测方法，对项目未来实施过程中的成本水平及其变动趋势做出的科学预测。成本决策是在是在成本预测的基础上，结合有关项目成本资料，采用定性与定量的方法，选择最优成本方案的过程。成本决策贯穿于项目整个运作过程，其目的在于项目运作过程的每个环节都选择最优的成本决策方案，从而达到整体最优效果【7】。2.成本控制阶段在完成项目成本的预测和计划后，成本控制将根据所预定的目标，在产品成本形成的过程中，通过对成本发生和形成过程的监督，及时发现并纠正发生的偏差，采取措施，使生产经营过程发生的各种消耗和费用支出限制在成本计划和费用预算标准的范围内，以保证产品成本降低目标的实现【8】。在整个成本管理系统中，如何进行成本控制是最核心内容，在实际的操作过程中，一般按成本发生时间先后划分为事前控制、事中控制和事后控制三个阶段，成本失控将阻碍整个成本管理系统的有效运行。3.成本核算阶段在项目完成后，成本管理将进入成本核算阶段，本阶段包括项目成本的核算、分析及考核工作。成本核算是根据项目管理部门确定的成本计算对象，采用适当的成本计算方法，按照规定的成本项目，严格划分各种费用界限，并将应计入项目成本的运作费用通过一系列的归集和分配方法，从而计算出各成本计算对象的总成本及单位成本。成本分析与考核是根据成本核算所提供的资料，对实际成本水平、构成情况，采用一定的技术经济分析方法计算完成情况、差异额，分析产生差异的原因，并根据分析的结果，按照成本责任指标进行检查，评价工作业绩，决定奖惩结果。它既为下一时期的成本预测和成本决策提供了新的数据依据，同时也反映企业项目成本管理水平，以对前一时期的成本计划执行情况做出全面的总结【9】。2.2晶圆代工企业研发项目成本管理的内容与特点2.2.1晶圆代工企业研发项目成本管理的内容晶圆代工企业项目成本是指企业为完成项目任务所发生的各项直接支出和间接支出的总和。直接支出包括直接机械费用、直接制造材料、直接人工、以及其他直接支出，其直接计入项目总成本。间接成本包括企业为完成项目任第10页 上海交通大学工程硕士学位论文第二章晶圆代工企业项目成本管理相关理论及研究综述务而发生的各项间接费用，分别计入项目总成本【10】。晶圆代工企业项目成本管理，是指企业结合本行业的特点及项目任务的要求，以研发和制造过程中直接消耗为对象，以货币为主要计量单位，对项目从开始至结束所发生的各项收支进行全面系统的管理，以实现项目成本最优化目的的过程。该类成本管理具体包括落实项目制造责任成本，对项目成本进行预测，制定成本计划、分解成本指标、进行成本控制、成本核算、成本考核和成本监督的全过程【11】。企业项目成本管理中的主题是控制，即根据项目任务目标和经济效益的要求，对各项资金耗费进行事前预估，确定控制的标准或目标，然后进行核算，对实际与标准的差异进行分析、评价、考核，并采取相应措施，目的是保证项目经济效益目标的顺利实现。与其他企业相比，晶圆代工企业项目成本的构成有其一定的特殊性。按性质来分，晶圆代工企业的项目成本可分为直接成本和间接成本。直接成本是指研发和制造过程中耗费的构成工程实体和有助于工程形成的各项费用。根据实践经验和大量的数据统计，直接成本在项目总成本中所占的比例在80%以上，所以直接费用是晶圆代工企业项目成本控制的主要成本因素。从内容上，直接成本包含以下几部分：1.设备成本设备成本是完成工程项目任务所投入的机械设备发生的各种费用的总和，主要包括：折旧费、大修费、经常修理费、设备安装拆除及养路保险费等。由于晶圆代工所需设备价格较为高昂，且因技术更新速度较快，使用期限较短，使得折旧费、维修费等非常搞。一般来说，机械成本支出约占项目总成本的70%至80%左右，是较为重要的部分。2.材料成本其指研发制造过程中耗用的构成工程实体的原材料、辅助材料、构配件、零件的费用和周转使用材料的摊销或租赁费用。材料成本由材料原价、运杂费、运输损耗费、采购及保管费、检验试验费等构成。晶圆代工制造过程中，需要耗用硅片、稀有金属、专用化学制剂等，需要耗费较高的费用。按经验分析，材料成本支出一般约占晶圆代工企业项目总成本的10-20%以上，是成本管理的又一重点。3.人工成本其指直接从事晶圆代工企业项目的人员开支的各项费用，包括基本工资、工资性津贴、生产工人辅助工资、研发补贴、职工福利费和生产工人劳动保护费等。由于晶圆代工制造过程中，为了保证工艺的稳定及测量的精细，自动化设备占主要部分，，因此所需耗用的人力成本不算太搞，一般来说，人工成本占项目成本的5-10%左右，属于相对较少的部分。第11页 上海交通大学工程硕士学位论文第二章晶圆代工企业项目成本管理相关理论及研究综述间接成本是指为项目工程准备、组织施工生产和管理所需的各种费用。间接成本包含内容比较繁杂，其中比较重要且难以把握的是设计变更和工程签证而发生的费用。晶圆代工制程较为复杂，在项目实施过程中，意外情况常有发生，由此而引起设计变更，或因设备维修保养等造成停工等都需要发生各种费用支出，从而造成额外的成本。同时，晶圆代工对制作环境的要求较高，如防尘、防静电，对温度湿度保持恒定等也有一定要求，需要投入的费用较高。另外，间接成本还包括现场管理费、项目管理费、财务费用、保险费等其他费用2.2.2晶圆代工企业项目成本管理的特点结合以上分析内容及企业的实际情况，与其他类型的企业相比，晶圆代工企业项目成本管理具有内容繁多、不确定性强，对各部门协调性要求较高等特点，具体情况体现在以下几方面：1.成本构成复杂，内容较多由以上项目成本管理分析可知，晶圆代工企业项目成本有直接成本和间接成本构成，具体包括机械成本、设计变更、人工成本、材料成本、、管理费用、财务费用、保险费等等。如果说材料等直接成本比较容易量化预测，可以采用科学的方法进行控制管理，那么由于晶圆代工制程较为复杂，且制程设备要求较高，各项折旧费用、设计变更、维修护理、项目延误等情况产生的间接费用，由于存在不确定性，不易量化，所以很难采用科学的方法进行管理。这增加了晶圆代工企业项目成本管理的难度，减弱了企业项目成本管理的效率。2.不确定性大，对成本事前预测和事中控制要求更高由于晶圆代工企业项目的性质，在整个项目实施过程中往往产生一些变动，如前面提到的由于设计变更、材料供应等而产生的停工、待工，而这些均会产生成本的虚耗或浪费。这就要求晶圆代工企业要对项目过程中可能发生的情况进行充分的分析，对成本进行科学的预测，制定合理的成本计划，一旦特殊情况发生，及时采取措施进行控制。这便增加了项目成本计划实施的难度，成本计划难以落实且事中控制效率较低。3.材料成本所占比重较大，要求企业加强供应链管理半导体行业中的生产力要素主要由设备、材料、人工等部分，其中设备质量与特性、决定了晶圆代工企业的发展水平。同时，由于晶圆代工自身的特性，所涉及的材料种类繁多，通过前面的分析可知，在晶圆制造项目中的成本组成中，材料成本占到项目总成本的20%左右。因此，材料的质量和价位直接关系到项目的成本和效果，并牵制着企业制造技术和工艺的发展。因此，建立材料供应链对晶圆代工企业的发展显得尤为重要。晶圆代工企业应加强材料供应管理，可以与材料供应商形成战略合作伙伴关系，同时引入竞争机制，从而确保第12页 上海交通大学工程硕士学位论文第二章晶圆代工企业项目成本管理相关理论及研究综述材料的品质和价格的合理性，使得企业在日益激烈的市场竞争中具有较强的竞争优势。4.成本管理的系统性，要求企业进行全员成本管理由前面分析可知，人工费成本是研发项目总成本的较大主项，因此，晶圆代工企业团队建设显得尤为重要。为提高工作效率，实现成本最低化原则。晶圆代工企业应从实际出发，制定通过主观努力可能达到合理的最低成本水平，充分挖掘各种降低成本的能力。在挖掘潜力，降低成本工作中，根据常见高技术企业项目工作流程，根据流程需要和可能设置相应的工作岗位，并制定相应的岗位职责。根据岗位确定合适的人选，依据岗位职责对人员进行培训，使之按规程工作，即可提高工效，又可以保证工程质量和稳定推进。同时，根据实际情况，统计分析出项目人工定额水平及各工序材料损耗率，建立项目标准工时定额和材料损耗定额。另外，结合岗位职责制应加强企业团队建设实现全面成本控制，从而提高公司成本管理效率。2.3国内外研究综述2.3.1国外研究综述传统项目成本管理可以追溯到20世纪60年代，在此期间产生的围绕项目成本管理最具代表性的管理方法是美国航天局（NationalAeronauticsandSpaceAdministration,NASA）和美国空军为开展项目成本管理和控制而创建的工作分解结构（WorkBreakdownStructure,WBS)技术和挣值管理方法(EamedValueManagement,EVM)技术。70年代在美国的项目管理协会和英国的项目管理协会的大力推进下，项目成本管理的职业化进程也有了长足的发展。成本控制的基本理论是从西方发达国家萌芽并兴起的，并随着商品经济的发展而不断发展，大致经历了以下几个阶段。1.事后成本核算阶段。18世纪60年代开始的工业革命以及随后的技术革命，给经济领域带来了巨大的变化，加剧了市场竞争。企业为了在竞争中获胜，越来越多地将注意力集中到产品成本的费用构成上，以寻求减少生产过程中的活劳动和物化劳动的耗费，主要体现在事后对销售产品的成本按照一定的方法进行核算，并将企业各年的实际成本进行相互比较。虽然这些方法局限于事后对成本的被动反应，不能达到及时控制生产耗费的目的，但是这些成本核算意识及方法的产生为以后成本控制理论的发展奠定了良好的基础【12】2.产品制造成本控制阶段。20世纪以后，随着资本主义社会生产力的迅速发展，社会资本逐渐向大企业集中，企业规模不断扩大，使经营管理日益复第13页。 上海交通大学工程硕士学位论文第二章晶圆代工企业项目成本管理相关理论及研究综述杂化，而且由于大量生产带来平均利润率的下降，迫使企业必须改变凭借经验或惯例进行管理的传统方法，合理的进行内部管理。标准成本计算应运而生，被企业用作改善经营、控制成本水平和进一步提高盈利的重要手段。3.责任成本控制阶段。20世纪30年代美国工业进入了新的发展阶段，企业规模日益扩大，科技的进步更加迅猛，市场竞争更加激烈，西方资本主义企业广泛推行职能管理与行为科学管理以增强竞争力，成本高低成为企业竞争力的重要标志。责任成本控制就是在这个基础上产生的、一种成本发生与职能部门或个人的责任相结合的成本控制方法，它遵循“谁负责，谁承担”的核算原则，从而大大提升了人在成本发生过程中的关键性和约束性作用，使成本控制活动的效果明显提高【13】。4.目标成本管理阶段（TargetCosting，也称目标成本规划、成本企画、成本策划）。20世纪60年代开始，随着经营环境的不断变化，日本由于石油危机、泡沫经济破灭等原因，传统的标准成本制度对现代成本控制愈来愈显得力不从心，尽管准时生产系统（JustInTime）在相当程度上提高了现场管理的效率，但仍迫使日本企业管理人员不得不想方设法降低成本，改变管理思路，增强其国际竞争地位，于是管理的范围从制造现场发展到了事前的控制，这种思路便逐渐形成了一种成本控制方法，即日本式目标成本管理。5.作业成本控制阶段（Activity-basedCostingABC，也称作业成本计算）。20世纪70年代以来，高新技术蓬勃发展，计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）广泛用于生产领域，在这种新的制造环境下，直接人工成本下降，制造费用大幅度提高，传统以单一数量为基础分配制造费用获得的成本信息严重失真。这样，为适应现代制造环境的成本计算的要求，作业成本法逐渐发展起来了。1971年斯坦伯斯（GeorgeJ.Staubus）教授在他具有开创性的著作《作业成本计算和投入产出会计》一书，提出了“作业”（Activity）、“成本（cost）”、“作业会计（ActivityAccounting）”、作业投入产出系统（Activity-basedInput-outputsystem）”等概念，他在书中指出：成本计算的对象应该是作业，而不是产品；作业是与各类组织决策相关的一系列活动；作业成本计算就是要建立一套作业帐户，以此来计算作业成本。这是一本从理论上和学术上探讨“作业成本计算”最宝贵的文献之一。20世纪80年代，高新制造技术的蓬勃发展并广泛应用于各类制造企业，使得传统成本会计的缺陷暴露无疑，CIMS的兴起使得美国会计实务界普遍感受到产品成本信息与现实脱节甚远，被严重扭曲的成本信息随处可见。库珀（RobinCopper）和卡普兰（RobertS.Kaplan）注意到了这种情况，在经过一系列的案例分析后，借鉴斯坦伯斯的思想提出了“作业成本计算”ABC）方法。他们认为，产品成本就是制造和运送产品所需全部作业成本的总和，成第14页“（ 上海交通大学工程硕士学位论文第二章晶圆代工企业项目成本管理相关理论及研究综述本计算的最基本对象是作业。ABC所赖以存在的基础是：作业消耗资源，产品消耗作业。从1987年到1989年，库珀和卡普兰对ABC的现实需要、运行程序、成本动因的选择、成本库的建立等作了全面的阐述和分析，使ABC在理论上进一步成熟。除此之外，其他有代表性的研究有等【14】。6.战略成本管理阶段。20世纪80年代后期，由于高新技术的广泛应用，企业的生产环境也从过去的劳动密集型向资本密集型和技术密集型转化，产品成本结构也发生了重大变化。企业的直接人工成本比例急剧下降，而制造费用等间接费用的比例却大幅度提高，其构成内容大大复杂化；再加上新产品的不断涌现，产品寿命周期越来越短，市场竞争更加激烈，使得企业不得不将管理活动提高到战略化层次，对企业生存和发展进行全局谋划、统筹安排。于是，以寻求企业持久竞争力为核心的战略管理便应运而生，成本控制也由原来的战术控制转向战略成本控制阶段【15】。7.多元化成本管理阶段。这一阶段主要是近十年多来在目标成本管理、作业成本管理、战略成本管理等思想的基础上，出现的一些成本管理新思想，并出现了进行相互交叉融合的趋势。其主要的成本管理思想有：环境成本、全生命周期成本、供应链成本管理、集成成本管理等。同时，理论界也逐步形成了三种最具代表性的现代项目成本管理的思想和方法。其一，是从整个项目活动全过程角度去分析项目成本管理的理论与方法。进入20世纪90年代，这种项目成本管理的理论和方法币逐步成为中国和世界其他许多国家项目成本管理的主要方法；其二，是由英美学者和实际工作者提出的全生命周期项目成本管理理论（LLC）。目前，它已经成为项目投资决策和项目成本控制的一种思想和技术方法；其三，是由美国造价程师协会前主席R.E.wesiney先生借用“全面质量管理”的思想而提出的“全面成本管理”的理论和方法。其定义为“全面成本管理就是通过有效使用专业知识和专门技术去计划和控制项的资源、成本、盈利与风险”。现在人们普遍认为项目全面成本管理将成为21世纪项目成本管理中最有效的技术和方法。而现代信息技术也开始被应用在项目成本管理中。美国著名的MIS专家K.GLaudon指出:“信息系统是有计划的组织变动”。他认为“在美国，70年代是IT技术支持业务，80年代是IT技术运作业务，而到了90年代则是IT技术改造业务。”(即美国建筑行业称之为“业务再造(BusinessReengineering))。业务再造的出发点已不再是如何更便捷、更经济地运用IT技术来支持和运作业务，而是根据最新IT技术的特点及性能，运用新的管理理论及方法，来重新定义项目管理的业务信息流，更加合理地进行项目管理业务流程的设计，以最大限度地克服成本管理中的盲点，直接为创造利润的经营活动服务。进入21世纪以来，由于软件技术迅速发展，新的成本管理软件出现，第15页 上海交通大学工程硕士学位论文第二章晶圆代工企业项目成本管理相关理论及研究综述从而进一步提升了成本管理的效率。2.3.2国内研究综述我国在传统项目成本管理方面的研究和应用起步较早，早在2000多年前中华民族先人就己经规定：凡修筑沟渠堤防，一定要先以匠人一天修筑的进度为参照，再以一里工程所需的匠人数和天数来预算这个工程的劳力，然后方能调配人力，进行施工。”这可能是人类历史上最早的工程项目成本预算与工程项目施工管理和控制方法的文字记录之一。虽然我国在传统项目成本管理方面的研究和应用起步较早，但后续发展却很缓慢。直到近年来，有关高技术企业成本管理的研究才开始逐渐增多，学者们开始将注意力由实体的工程项目管理转移到相对虚拟的研发姓名成本管理中，并取得了较为丰硕的成果。如陈海声和魏泽等人通过对供应链环境下研发新产品目标成本管理方法主要文献的归纳分析,以及对企业在供应链环境下研发新产品中运用目标成本管理方法的现状调查,发现约三分之二的被调研企业没有真正了解、掌握、运用这一方法。这一方法不被掌握的原因是“需求不足”和“意愿不足”。故宜采取建立购买商与供应商之间的网络规则、实施购买商与供应商之间的利益互保机制、加强对供应商队伍动态管理等三项对策【16】。管随珍介绍了作业成本法的一般理论，论证了将作业成本法应用于研发项目成本计算和管理的合理性和可行性，建立了企业研发项目作业成本管理模型，并比较了传统成本法和作业成本法的不同。他认为传统成本法和作业成本法下产品研发成本计算结果有很大差距，究其原因主要体现在理论基础、分配基础和核算程序三方面【17】。梁莱歆和熊艳指出研发活动的不确定性及其风险使得研发成本管理低效，本文将项目生命周期理论引入到研发成本管理中，通过分析研发生命周期各阶段的成本动因及其风险，探讨建立基于项目生命周期的成本管理模式。该管理模式将整个研发过程的成本管理划分为四个阶段,即立项阶段的战略成本管理、先行开发阶段的风险成本管理、设计开发阶段的质量成本管理和工业试验阶段的目标成本管理。由此而使项目各阶段的成本管理重心更为明确，并将研发总体成本的不可控性转换为分阶段的重点可控，从而有利于企业研发成本管理效率的提高【18】唐成认为随便半导体代工产业竞争日益激烈，半导体代工厂都在谋求一种更好的战略方式来提高自己的核心竞争力。而成本管理可以提高代工厂的核心竞争力，吸引更多客户，因此可以作为半导体代工厂提高竞争力首选的战略【19】。孙慧在《项目成本管理》文中以项目成本管理过程为主线，全面系统地阐第16页“。 上海交通大学工程硕士学位论文第二章晶圆代工企业项目成本管理相关理论及研究综述述了项目成本的概念、项目成本的构成、项目成本管理的理论框架；项目资源需求的特点，项目资源计划的编制，资源单价项目成本估算类型、成本估算的技术路线和方法；项目成本预算的特性，项目成本预算的编制项目成本会计核算的对象、原则和方法；项目成本分析方法项目成本控制的依据、步骤、方法、结果；项目成本决算的内容、编制及管理项目审计的概念、阶段等【20】。于燮康简述了当前半导体封装技术的发展方向，阐明了我国半导体封装和测试产业的现状和发展状况，指出“自主创新”和“走低成本战略道路”是企业的二个轮子，一个轮子是创出新技术、新产品、新业绩，创出新牌子、新名气。在创新中求发展，求速度。在市场上“闯”出新路子、新市场。一个轮子是走低成本，实施产品合理经济规模产业化和追求利益最大化的发展道路，从而实施高效的成本管理是企业的不二选择【21】。通过以上国内外项目成本管理的研究分析可知，现有的成本管理理论大多着眼于项目成本形成的各直接环节及成本管理不同阶段所需方法的研究。本文从项目系统整体出发，研究分析影响成本管理的因素并讨论企业进行项目成本管理的系统方法。第17页 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究第三章晶圆代工企业研发项目成本成本管理的影响因素分析及方法研究晶圆代工企业研发项目成本管理，与其他类型企业相比，存在着一定的共性，同时也有自己的特殊性。本章将论述影响晶圆代工企业研发项目成本管理的因素，并且根据晶圆代工企业的特殊性，提出相应的成本管理方法。3.1晶圆代工企业研发项目成本管理影响因素分析3.1.1项目组织层次的合理性和高效性研发项目组织层次的合理性和高效性，是项目成功实施的保证，也是项目成本管理的组织保证。成本管理可以看作是一个系统工程，它是关系到企业全员及全过程的管理。分析目前国内晶圆代工企业管理体制,可知企业要建立完善【22】1、公司管理层次实施开发设计的公司是研发项目的直接组织者和领导者，对研发项目成本管理负领导、组织、监督和考核的责任。公司管理层次是项目成本管理的最高层次，负责全公司的研发项目成本管理工作，对研发项目成本管理工作负领导和管理责任。其主要职责有四个方面：即负责制定整个项目成本管理的总目标和各项目的成本管理目标；负责制定有关项目成本管理的政策、制度、方法等；负责监督及考核项目成本管理；负责建立成本管理体系及运行情况的考核、评定工作。公司管理层次对企业项目成本管理是宏观的。它为企业项目管理提供方向性指导。如果缺乏公司管理层次，那么整个项目成本管理将无章可循，缺乏制度性保障，无法高效而持续的进行下去。2、项目管理层次该层次是公司根据承接研发项目的需要，组织起来的针对该项目的一次性管理班子，也称“项目经理部”。由公司授权直接管理项目开发设计。它根据公司管理层的要求，结合本项目的实际情况和特点,确定本项目管理部成本管理的组织及人员，在公司管理层的领导和指导下，负责本项目部所承担工程的项目成本管理，及负责成本降低率。其主要职责为：遵守公司管理层次制定的各项制度，接受其监督和指导；在公司项目成本管理体系的指导下，建立本项目的第18页的项目成本管理体系,必须在组织管理上形成以下项目成本管理的三个层次： 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究成本管理体系，并负责其正常运行；建立于公司制定的项目成本目标之基础上,制定本项目的目标成本和措施、实施办法；具体分解本项目的成本指标，细分落实到岗位人员身上，并监督和指导岗位成本的管理工作。与公司管理层次的宏观管理不同,项目管理层次对项目成本的管理是具体而细致的。它是对公司管理层次项目成本管理工作意图在具体项目上的落实【24】。项目管理层次不仅要对公司管理层次负责，还要监督及指导岗位管理层次的工作。由此可见，项目管理层次乃是项目成本管理的主体。由于项目管理层次将对企业确定的项目责任成本及成本降低率负责，所以项目管理层次的成本管理工作的好坏决定了企业项目成本管理工作的成败。如果缺乏该管理层次，企业的项目管理制度将因为无法具体落实到项目管理中而变成空谈，企业项目成本管理更是无从谈起。3、岗位管理层次岗位管理层次是指项目管理层次（在晶圆代工企业中即为研发部）内部的各管理岗位。它在研发部的领导和指挥下，按照公司所制定的各项成本管理制度执行成本管理程序。在实际管理过程中，它负责完各个成本岗位自身的成本责任指标，对岗位成本责任负责。其主要职责为：遵守公司及研发部制定的各项成本管理制度及办法，自觉接受公司和研发部的监督和指导；根据岗位成本目标，制定具体的落实措施和相应的成本降低措施；按照项目进度阶段或按固定时间段对岗位成本责任的完成情况及时总结并上报；按时报送有关报表和资料。基于岗位管理层次对本岗位成本责任负责的职能，它成为项目实施成本管理的基础。项目管理层次将本项目的成本指标按照岗位进行逐一分解，对各项政策的执行方案制定合理的编排计划，保证项目成本控制区的预期的成效。岗位管理层次划分的最终目的是落实各项职责，引导企业内部人员履行各自的业务职责，从根本上为新项目研发成本控制提供有利的帮助。从目前企业内部管理方案的执行情况看，岗位层次管理对产品造价成本控制产生的阻碍作用。晶圆代工企业研发出某一个新项目，常因项目研发人员任务及职责不明确而破坏了项目研发成本的控制成效，削弱了企业内部员工参与造价控制的积极性。3.1.2研发项目的技术经济指标晶圆代工企业的研发项目是高科技项目，机器设备的投资比重较大，晶圆生产过程已实现了全面自动化生产，包括工艺自动化、晶圆装载自动化、集簇自动化和闭环控制系统自动化。而自动化流水线生产的成本管理有其自身的特点，以下我们将分析晶圆代工企业研发项目的主要技术经济指标和规模经济效益问题。第19页 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究1.项目的研发费用和制造成本项目研发费用主要包括研发、设计、施工等团队的人工费用，设备、仪器的折旧费用，材料、器具的消耗费用，以及资料费、差旅费、调研费等。产品制造成本是生产部门在生产产品过程中发生的直接人工费、直接材料费和车间制造费用等。我们知道，高科技项目的研发是有一定的风险的，一旦某个环节技术攻关失败，就会大大增加研发成本。这就要求项目研发团队具有高素质的专业技术人才，具有较强的业务水平和创新能力。因此，要加大人力资源成本包括取得成本和开发成本。取得成本包括招聘、选拔、雇佣员工发生的薪金、广告费、代理费和差旅费等；开发成本包括定向培训、在职培训、脱产培训员工发生的薪金、广告费、代理费和差旅费等。在自动化流水线生产的生产系统中，机器设备的折旧费和维护费在产品制造成本中占了很大比率。所以，加强设备的维护管理对于控制成本就显得非常重要【23】。2.设备的寿命周期费用设备寿命周期费用就是在设备的整个寿命周期内，综合考虑设备的产出率、利用率，以及产品缺陷造成的损失等因素而测算出来费用。一般可用所有权成本来计算。所有权成本可用以下公式计算：设备寿命周期内总产量＝设备寿命×设备利用率×产出率×良品率设备寿命周期内总费用＝固定成本+变动成本+产品缺陷损失所有权成本=设备寿命周期内总费用设备寿命周期内总产量设备寿命周期费用是一个很重要的指标，它能在一定程度上表明设备在整个寿命周期内的产出率、利用率，以及产品缺陷造成的损失等情况，因此会直接影响项目的在整个寿命周期内的成本控制。一般生产过程的自动化程度越高，产品的产出率、设备的利用率就越高，同时能提高良品率。但较高的生产过程的自动化，会带来生产管理上的复杂性，对操作人员好提出了更高的操作要求，这些都会影响设备的寿命周期费用。3.晶圆的良品率晶圆良品率的高低直接影响产品的单位成本，因为会计上不良品的损失费用要分摊到合格产品中去。自动化流水线上不良品的产生有诸多原因，如设备本身的问题，材料的问题，操作的问题，以及测量的问题等等。提高晶圆的良品率是一个系统工程，它涉及到设备的维护保养，材料的采购整理，操作人员的上岗培训，操作规程的细化和合理化，生产部门的生产环境和现场管理水平等，这些都是项目成本的宏观控制内容。第20页 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究3.1.3项目的规模经济与经济生产批量经济学中的规模经济是指在一定的生产技术条件下，生产批量越大，产品的单位成本就越低，但生产批量超过一定的范围，产品的单位成本又会增高。如图3-1所示。晶圆产品的生产自动化程度较高的流水线生产，流水线生产的产量在没有达到规模经济批量前，生产的批量越大，产品的单位生产成本就越低。但根据客户的订单数量，实际上只能做到中小批量生产。在工艺发展的前二十年，发展动力来自于不断增大的晶圆批量。简单的对规模和每次工艺生产的产品的要求都没有成为更大的动力。然而，更大直径的晶圆以及VLSI/ULSI水平的到来改变了这种图景。大的晶圆要求更大的工艺反应室，进而增加了对均匀度的限制。许多工艺，尤其是淀积步骤，更容易在小一些的反应室（单晶圆）中控制。快周转期芯片厂（ASIC和小批量器件）可以利用单晶圆工艺的灵活性获得某种优势。单位成本C规模经济批量生产批量图3-1规模经济批量Figure3-1economiesofscale上图中，C表示产品的单位成本。与批量加工相比，这种对工艺控制的偏向使生产能力受到一定损失。大直径的晶圆从某种意义上可以有所弥补（300毫米直径的晶圆的面积几乎相当于150毫米晶圆面积的两倍）。设备的设计允许真空泵对于整个批工作，而晶圆加工则逐个进行。其他的改善措施提高了单个晶圆的生产能力。但也有不利的方面，单晶圆工艺要求更高水平的可重复性。设想以下对同样大小的晶圆，单晶圆工艺设备需要运行25次，而批量工艺对于一批25片晶圆则只需运行一次。单晶圆设备也更加昂贵。每一台设备所需的部件与批量工艺设备基本相同。经济生产批量的思路是把产品成本和销售价格结合起来分析。同时把产第21页 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究品成本分成固定成本（主要包括设备的折旧和固定的管理费用和制造费用）、变动成本（主要包括人工成本和材料成本，以及其他变动费用）两项。经济生产批量正好是边际贡献抵消固定成本时的产量，此时企业既不盈利也不亏损，经济生产批量的具体计算将在下一节中分析。3.1.4项目绿色生产系统实行绿色生产，建立污染控制系统，对于研发项目来说，也是一项重要的成本控内容。当今有两种主要的控制污染的系统，并且对生产引起的能耗也有调控作用，如表3-1所示。一些厂家选择建造并维护一个完全清洁的环境，拥有一级或更高的空气质量。这种方法的花费最高，并且要求严格的维护和污染控制程序。晶圆隔离技术（WIT）或迷你环境是另一种方法。这样的方法要求在洁净盒和设备界面方面的较大投资，但是芯片制造区域可将空气等级适当降低。表3-1半导体晶圆加工的能耗分析实行绿色生产，一方面可以防止环境污染，承担社会责任，另上方面，绿色生产也给企业带来好处，在绿色生产的环境下，可以改善员工的工作环境，提高工作舒适度，同时可以提高良品率，降低材料浪费，从而降低产品成本。3.2晶圆代工企业研发项目的成本管理方法研究3.2.1研发项目的成本计划与控制第22页设备分类比重（%）系统设备冷却器24.9氮工厂7.2再循环风扇11.0冷水泵1.7超纯水4.9人造空气2.9净化、干燥空气2.6排气装置4.1加工设备40.7合计100 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究1.研发项目的成本结构分析晶圆研发项目的成本结构分解如图3-2所示，图中，临界产能成本是销售收入扣除付现的制造成本后的余额，它是可收回的现金流。产能成本与增量产能成本之和是固定资产的折旧，现行会计制度规定，不管产能利用率如何，运转的和因订单不足暂时不运转的固定资产都要计提折旧，而生产部门如何没有达到满负荷运转，生产的产品不但要承担产能成本，还要承担增量产能成本。图3-2晶圆成本分解图Figure3-2semiconductorcostdecompositionchart目前，一般晶圆代工企业产品总成本中各部分的比重如下表所示：表3-2晶圆代工企业总成本构成要素从上表中可以看出，产能成本加上增量产能成本之和占较大的比重，为42%，表明该行业的产品总成本中，固定资产折旧占很大的比重。当产能利用率达到100%时，分摊到单位产品成本中的折旧为最少。表中比重较大的另一项成本要素是扣除折旧后的制造成本，它包括直接人工费、直接材料费、设备维护费、机物料消耗以及其他管理费用。这一项成本可以通过加强生产管理来有效降低。第23页成本要素比重（%）产能成本32增量产能成本10扣除折旧后的制造成本38经营管理成本20总成本100 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究2.研发项目的成本计划项目成本计划是在项目经理负责下，在成本预测和决策的基础上进行的，它是以货币形式预先规定工程项目进行中的施工生产耗费的计划总水平。通过工程项目的成本计划可以确定对比项目总投资应实现的计划成本降低额与降低率，并且按成本管理层次及项目进展，逐阶段对项目成本计划加以分解，并制定各级成本实施方案。研发项目成本计划一般由研发项目降低直接成本计划和间接成本计划组成，并依据相应内容分别编制成本计划表。项目成本计划的编制是指在项目成本预测和决策的基础上，制定并选择技术上可行、经济上合理的最优降低成本方案的过程。同时，通过项目成本计划可以把目标成本层层分解，落实到施工过程的每个环节以及每位员工，以调动全体职工的积极性，有效地进行成本控制。项目成本计划编制的要做好以下几方面的工作：（1）搜集和整理资料搜集和整理的资料主要包括：与需方签订的项目合同；给项目经理部企业下达的项目管理目标责任书中规定的成本降低额、降低率和其他有关技术经济指标；研发项目的预算成本与工程投标书；研发组织设计；研发项目使用的机械、设备生产能力及其利用情况；研发项目的材料消耗、物资供应、劳动工资及劳动效率等计划资料；企业的物资消耗定额、劳动工时定额、费用定额等资料；以往同类项目成本计划的实际执行情况及有关技术经济指标完成情况的分析资料；本企业的历史先进水平和当时的先进经验及采取的措施等。此外，还应深入分析当前情况和未来的发展趋势，了解影响成本升降的各种有利和不利因素，研究如何克服不利因素和降低成本的具体措施，为编制成本计划提供丰富具体和可靠的成本资料。（2）估算计划成本、确定目标成本财务部门在掌握了丰富的资料后，对其进行整理分析，并在对基期成本计划完成情况进行分析的基础上，根据有关的设计、研发等计划，按照研发项目应投入的物资、材料、劳动力、机械、能源及各种设施等等，结合计划期内各种因素的变化和准备采取的各种措施，进行反复测算、修订、平衡后，估算费用支出的总水平，进而提出全项目的成本计划控制指标，最终确定目标成本。（3）编制成本计划草案经项目管理部批准并下达成本计划指标后，各职能部门应充分发动员工进行认真的讨论，在总结上期成本计划完成情况的基础上，结合本期计划指标，找出完成本期计划有利和不利因素，提出挖掘潜力、克服不利因素的具体措施，以保证成本计划任务的完成。为了使指标真正落实，各部门应尽可能将指标分解落实并下达到各班组及个人，使得目标成本的降低额和降低率得到充分讨论、反馈、再修订，使成本计划既能够切合实际，又成为员工共同奋斗的目标。各第24页 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究职能部门亦应认真讨论项目管理部下达的费用控制指标，拟定具体实施的技术经济方案，编制各部门的费用预算。（4）综合平衡、编制正式的成本计划在各职能部门上报了部门成本计划和费用预算后，项目管理部首先应结合各项技术经济措施，检查各计划和费用预算是否合理可行，并进行综合平衡，使各部门计划和费用预算之间相互协调、衔接。其次要从全局出发，在保证企业下达的成本降低任务或本项目目标成本实现的情况下，以项目进度计划为中心，分析研究成本计划与进度计划、劳动工时计划、材料成本与物资供应计划、工资成本与工资基金计划、资金计划等的相互协调平衡。经反复讨论多次综合平衡，最后确定的成本计划指标即可作为编制成本计划的依据。项目管理部正式编制的成本计划上报到企业有关部门后，即可正式下达至各职能部门执行【24】。3.研发项目的成本控制一般来说晶圆代工企业项目成本的构成大部分以人工成本、材料成本和机械成本为主。在此，分别讨论这三类成本相应的控制方法。（1）人工成本控制由前面论述可知，人工成本是指直接影响项目进程的研发人员开支的各项费用，包括基本工资、工资性津贴、研发补贴、职工福利费和员工劳动保护费等，如表3-3所示。其中，基本工资总额（劳动报酬）是人工成本的主要组成部分。表3-3晶圆代工企业人工成本构成及比例因此，人工成本控制主要可以通过控制人工基本工资总额来保证。而人工基本工资总额是由人工单价、项目消耗人工数量和工期决定的。所以要对人工基本工资总额进行控制必须从这三个方面着手。由于前面已经讨论过最优工期的问题，所以现在只考虑以下两个方面的工作：一是对人工单价的控制；一是对项目消耗科技人员数量的控制。人工单价是指科研人员个体工资的平均水平。一般地，人工单价采用的是市场价格。由于企业无法改变人工的市场价格，因此，人工单价的控制主要是通过过优化劳动组合来实现的。项目部针对项目特点，做出科研人员计划安排，对不同专业、不同特长的人员进行合理组合、优化配置，通过安排高薪工种和普薪工种的合理组合比例，以降低人工平均单价来实现【25】。旨在通过人员的优第25页人工成本百分比劳动报酬社会保险费福利费用教育经费劳动保护费住房费用其它费用100%54.24%14.28%6.42%0.16%3.73%14.98%6.19% 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究化组合，发挥最大效能，提高研发成功率，以降低人工总成本。项目消耗研发人员数量主要是针对研发项目不同阶段的科研需求，通过按计划、分阶段安排不同专业的科技人员进入和离开项目的人数来保证。合理编排科技人员的进出计划并实际应用于项目，对控制人工成本至关重要。否则，无论研发人员过多造成的人员的冗余，或者研发人员过少造成的进度的延迟，都会导致项目成本的增加，影响项目的经济效益。（2）材料成本控制由前面论述可知，材料成本是指研发过程中耗用的原材料、辅助材料、构配件、零件费用和周转使用材料的摊销或租赁费用。材料成本由材料用量和价格决定，因此，对材料成本的控制要从这两方面入手。一是材料用量的制定与控制。材料用量标准是由项目工程技术组负责制定的。项目工程技术组根据研发项目的需要，大概计算出各种材料消耗定额，然后转发给物资管理组部门。物资管理部门再根据定额数量进行采购。项目开始后，各工作组分别领取相应的材料。这种取得产品的技术文件，制定产品所需要的各种材料消耗量（含正常损耗）的做法更准确、合理，符合项目要求。材料消耗量的控制是以材料消耗定额和项目进度计划为依据的。根据材料单位时间消耗定额和项目进度确定一定时间内，材料的领用限额。项目研发人员在规定的时间内，领取规定数量的材料用于试验等。如果因实验失败等问题产生废料，坏料现象，从而导致超额领料的现象，应及时查明原因，采取措施改进，如此可以有效地控制材料用量。二是材料价格的制定与控制。材料价格标准的制定由财务处同物资管理等部门负责，在保证规格、质量的前提下，通过招标或对同一材料的不同供货渠道的单价、采购费用进行比较，尽量采用较低价格的材料。材料价格的控制由专门人员组成的评审小组负责，工程所需材料，由评审小组通过比价、议价方式确定采购的厂家及价格后方可签定合同。付款时，由物资管理组及计划财务处双重审核付款金额是否与采购合同相符，从而达到对材料价格的控制。在材料价格的制定和控制上，评审小组除了要考虑历年材料价格水平，还应广泛搜集市场变化信息及历年价格中可改进因素。根据市场调研，对直接影响研发成本的主要材料进行多方询价比价，通过材料成本控制降低材料成本。（3）设备成本控制有前面论述可知，设备成本是完成研发项目任务所投入的各类设备发生的各种费用的总和，主要包括：折旧费、大修费、经常修理费、机械台班费等，如表3-4所示：第26页 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究表3-4设备成本构成及比例控制设备成本必须以规范的基础管理工作为前提，具体地说应该做好以下四方面的基础工作。一是正确界定设备使用成本，准确进行经济核算。这是管理和控制设备成本的重要环节，统计、计算资料和数据应务求准确真实；二是分析原因，采取措施。对设备责任成本的落实和执行情况，应按规定周期进行核算和分析，查找超出预算的原因，寻求进一步降低和控制成本的措施；三是重视设备管理，加强设备维修和规范保养工作，防止片面追求使用效益；四是发挥自有设备优势，通过对外承揽分包合同，提高设备利用率，通过降低设备的固定资产摊销成本等措施来降低设备成本。（4）加强项目的成本核算项目成本核算要求成本具有客观性、可控性。坚持“谁受益，谁负责”的原则，杜绝少计或乱计，摊销系统化，实行“一本帐”核算，使项目经营在企业与项目双方签订合同后，能够通过优化研发方案，加强过程管理与控制，降低研发成本，实现利润最大化。项目成本核算包括人工成本的核算、材料成本的核算、其它直接费用的核算和间接成本的核算。人工成本的核算包括两个层面，一是对企业所属的内部劳务与项目管理部签订的承包合同进行的结算。二是项目管理部与外部组织签订的合同价款的结算。不论内外合同是否履行完毕，根据分部分项工程的工期、质量、安全等考核情况当月必须进行结算，按实际结算款计入当月的成本。材料成本的核算，根据定额领料单、退料单、报废损失单、大堆料耗用计算单，由材料人员按期编制材料消耗月报表，据以计入项目成本，周转材料实行内部租赁制，按照周转材料租赁办法和租赁合同，由出租方与项目经理部按月结算租费。对于其它直接费用的核算，凡能分清对象的，可直接计入该项目的成本；如果分不清，与若干个核算对象有关的，可先归集到一个过渡科目，月末按照一定的比例分配列入项目成本。对于间接成本的核算，为明确项目管理部的经济责任，分清费用的可控区域，应按照“谁受益，谁负担”的原则，对项目间接成本实行项目之间单独核算。项目发生的间接成本必须是可控的，即有办法知道发生什么耗费，有办法计算它的耗费，有办法控制并调节它的耗费，使项第27页设备成本构成比重（%）折旧43大修理费20经常性维护费27机械台班费10合计100 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究目的间接成本处于受控状态。项目成本核算完成后，将各项成本费用的核算结果与成本计划过程中制定的目标成本进行对比，以确定目标成本的完成。如果决策目标未能达到，其可能原因有二：一是决策本身的错误；二是计划执行过程中的缺失。如果要查明真正的原因，只有通过项目成本分析【26】。3.2.2研发项目的量本利分析晶圆研发项目的量本利分析就是把产品成本和销售价格结合起来分析。同时把产品成本分成固定成本和变动成本两类，固定成本主要包括设备的折旧和固定的管理费用和制造费用；变动成本主要包括人工成本和材料成本，以及其他变动费用。进行量本利分析主要计算经济生产批量，即盈亏平衡点产量。如下图所示：P×QV×Q+FV×QFQ0Q图3-3盈亏平衡点产量Figure3-3thebreak-evenpointyield上图中：Q表示年产量或月产量，Q0表示盈亏平衡点产量，F表示固定成本，P表示销售价格，P×Q为年销售收入或月销售收入，V表示单位变动成本，V×Q为总变动成本，P-V称为边际贡献。盈亏平衡点产量是边际贡献正好抵消固定成本时的产量，此时企业既不盈利也不亏损，因此称作盈亏平衡点，其计算公式如下：Q=FP−V项目的生产批量只有超过盈亏平衡点产量才会有盈利，在没有达到规模第28页 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究经济批量之前，生产批量越大，盈利就会越多【27】。3.2.3项目成本管理中的线性规划方法线性规划问题就是寻求在一定的技术经济条件下，使某个指标值达到最优的问题，诸如资源的合理利用问题、生产的组织与计划问题、人员的分配问题和投资项目的合理选择问题等。从管理的角度看，任何一个项目可供利用的资源都是有限的，如何合理利用和调配人力、物力，如何充分发挥现有资金和设备的能力不断提高生产率；或在既定任务的条件下如何统筹安排，尽量做到利用最少的人力、物力和财力资源，去完成这一任务，这些都是项目经理要认真考虑的问题。项目成本管理中经常要用到成本规划，成本规划就是运用线性规划问题及其数学模型来进行项目的成本控制和管理。以下将通过实例来分析成本规划问题【28】某晶圆研发项目要生产甲、乙两种产品，要消耗A1、A2、A3三种资源（资源可以是材料、设备、劳动力等），已知产品对三种资源的单位消耗量，这三种资源的现有数量和每件产品的单位利润如下表所示：表3-5甲、乙产品的资源消耗数据设x1、x2分别表示甲、乙两种产品的产量，Z表示利润，则可建立如下数学模型：maxZ=10x1+18x25x1+2x2≤170s.t.2x1+3x2≤100x1+5x2≤150x1、x2≥0加进松弛变量x3、x4、x5进行标准化，得：maxZ=10x1+18x2第29页产品资源甲乙资源限制A152170A223100A315150单位利润1018。 上海交通大学工程硕士学位论文s.t.第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究5x1+2x2+x3＝1702x1+3x2+x4＝100x1+5x2+x5＝150x1、x2≥0线性规划的数学模型可采用单纯形法求解：表3-6单纯形法求解表表中带*号的数字为主元素。序号I为初始表，表中检验数最大为18，对应x2进基，θ最小为30，对应x5出基，得改进表序号II。序号II表中检验数最大为6.4，对应x1进基，θ最小为7.1，对应x4出基，得最优表序号III，所有的检验数小于等于0即为最优解。得最优解为：x1＝7.1产品单位，x2＝28.5产品单位，Z＝10×7.1+18×28.5＝584货币单位。从最优表中可看出，资源A1的影子价格为0，资源A2的影子价格为4.6，资源A3的影子价格为0.9。所谓影子价格就是每增加1个单位的某资源而增加的总利润，它是在一个封闭系统中资源的特殊价格，若某种资源的影子价格为0，说明该资源是多余的，增加该资源对收入没有影响。本例资源A1的影子价格为0，说明这种资源有多余；资源A2的影子价格为4.6，说明这种资源得到了充分利用，对增加总利润的影响最大；资源A3的影子价格为0.9，说明这种第30页序号Cj1018000ΘCBXBBx1x2x3x4x5I000x3x4x5170100150521002301015*0018533.330检验数1018000II0018x3x4x211010304.6010-0.41.4*001-0.60.21000.217.27.1150检验数6.4000-3.6III01018x3x1x277.17.128.5001-3.31.61000.7-0.4010-0.10.3检验数0180-4.6-0.9 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究资源也得到了充分利用，但对增加总利润的影响次之。通过最优表，我们还可对产品组合进行敏感性分析。为了得到总成本最低的最优产品生产组合，生产部门常常会进行产品生产组合的调整，敏感性分析就是基于这样的要求，在最优表中进行调整计算，当最优表中一个或几个数据发生变化时，已求得的线性规划问题最优解会有什么变化，或这些数据在什么范围内变化，可使原来求得的线性规划问题最优解不变，这正是敏感性分析讨论的问题。3.2.4网络计划技术在项目进度控制中的应用研发项目的成本计划的方法有很多，如网络计划技术、移动计划法、工作结构分解法、甘特图法、德尔菲法等，本节将分析网络计划技术在目进度控制中的应用。网络计划技术是20世纪50年代是美国海军开发的，其理论基础是假设项目持续时间或整个项目完成时间是随机的，该技术可估计整个项目在某个时间内完成的概率。网络计划技术的步骤为：绘制项目网络图、确定活动完成时间、计算事项和活动的时间参数、网络图的优化和项目监控。采用网络计划技术，可以对网络图进行项目进度时和费用优化【29】。首先要绘制项目网络图，确定关键路线。如下图所示：D（8）A（10）②④F（20）E（12）①⑤B（16）C（18）③图3-4网络图与关键路线示意图Figure3-4diagramsofnetworkanalysisandcriticalpath上图中箭线表示项目活动，字母表示活动名称，字母旁括号内的数字表示该活动的工期，单位天或月。加粗箭线表示关键活动，其连线表示关键路线。关键路线是网络图中工期最长的路线，其关键活动工期之和就是整个项目的总工期。因此，缩短关键路线上的工期，就缩短了总工期，从而加快了项目进度。第31页 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究项目进度对整个项目的成本产生重要影响。合理的项目总工期是实现项目成本管理高效化的前提之一。缩短项目总工期会增加直接成本，同时降低间接成本。因此，在一定的技术条件下，只要确定一个合适的总工期，不但增加总费用，有时还能降低总费用。下面将分析这个问题。（1）直接成本与工期的关系直接成本是指研发过程中耗费的材料、人工以及有助于项目期望最终形成的各项费用，其包括人工成本、材料成本和机械成本等。工程工期的长短直接影响直接成本。研发项目实施过程中的直接成本随着工作持续时间的改变而改变，一般来说，直接成本有一定的正常数值范围，但如果有赶工现象发生，企业就要额外的付出成本，即随着工期的减小，直接成本会将不断增加。项目工期与直接成本的关系曲线如下图所示。图3-5，A点（项目正常状态点）对应正常成本C2，相应的工期T2称为正常工期。B点（项目极限赶工状态点）对应极限成本C1，相应的工期T1称为最短工期或极限工期。在正常工期和极限赶工工期之间，直接成本随着工期的增加而降低，并且随着工期的增加的边际成本是递减的，所以形状为向下凸的曲线。其斜率计算公式为：K=ΔC/ΔT（3-1）其中k代表缩短单位工程工期所增加的直接成本，即直接成本增率，但实际工作中近似地采用AB直线来计算相关数据。直接成本AC1C2BT1T2工期图3-5直接成本与工期的关系Figure3-5therelationshipcurveofdirectcostandtimelimitforaproject（2）间接成本与工期的关系间接成本是指为研发项目准备、组织施工生产和管理所需的各种费用，其不直接发生在研发项目的实体上，而是发生在项目的服务环节，其包括管理费，第32页 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究财务费和设计变更而发生的各种费用。间接成本是时间性的成本，随着时间的增加而逐渐增加。由于间接成本在项目总成本中所占比例较小，且与工期的长短存在明显的正比例关系。所以本文假设间接成本与工期之间存在单调的正相关关系。具体关系如下图3-6所示。图3-6中，C0表示极限成本或最小成本、T0表示极限工期或最短工期、q表示间接成本增加率，即工期延长一天所增加的间接成本。其中C0和T0可由企业现有规模，经营水平等具体确定，也通过分析历史数据获得；q与工程工作量无关，由企业规模、经营水平和工程负责程度等有关【25】。间接成本与工期的关系式为：C=C0+q（T—T0）其中，T为实际工期；C为实际成本。间接成本CC0（3-2）T0T2工期图3-6间接成本与工期的关系Figure3-6therelationshipcurveofindirectcostandtimelimitforaproject（3）工期与总成本的关系项目总工期与总成本的关系曲线反映了项目总成本随着工期的不断增加而发生的变化。直接成本曲线用C1表示，为减函数；间接成本用C2表示，为增函数；如图3-7所示：由极限条件C=C1+C2，求C的最小值，可得：|k|=|q|，即边际直接成本费率与间接成本费率相等。当|k|＜|q|时，说明缩短工期能降低总成本，可继续压缩相应的关键工序；当|k|=|q|，即边际直接成本费率与间接成本费率相等时，可得最优工期。第33页 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究成本C最优成本最优工期C2C1工期图3-7项目总成本与工期的关系Figure3-7therelationshipcurveofcostandtime而当|k|＞|q|时，缩短工期会增加总成本，相应的关键工序不能再继续压缩。但在实际工作中也可继续压缩，因为人们认为缩短工期比增加少量总成本更重要，除非有下列两种情况出现：一是技术条件不允许再压缩关键工序，二是继续压缩关键工序时网络图同时出现了2条或2条以上的关键工序，这时，总成本会急剧上升，继续压缩关键工序已无意义。3.2.5生产过程的库存决策方法生产过程的库存决策，直接影响到产品的成本控制问题。因为大量的库存积压会占用大量的资金，资金是有时间价值和机会成本的，因此其影响产品成本的程度比较大。晶圆代工企业产品库存决策的选择主要有以下几种：晶圆产品的生产自动化程度较高的流水线生产，但根据客户的订单数量，实际上只能做到中小批量生产，我们知道，流水线生产的批量越大，单位产品的生产成本就越低。但是，当生产速度大于市场需求速度，又进行大批量生产时，公司就会增加产品库存，占用大量库存资金。而如果小批量生产，虽然可降低库存费用，但增加了设备的调整费用、人员的安排费用，以及停工损失，即更换批次过程中发生的各种费用。库存费用与调整费用之和为最小时的生产批量。库存决策就是要解决一个经济生产批量问题，晶圆代工企业产品库存决策的选择主要有以下几种【30】1.库存模型一该模型生产速度略大于客户产品需求速度，并且要求库存供应不能缺货，。开始时生产部门以较高的速度生产，同时库存产品以较低的速度供货，当产品第34页： 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究储备量达到一定数量时，生产部门就停止生产，本批产品生产结束，但库存产品储备继续以原来的速度供货，当库存下降至零时，生产部门就开始下一批产品的生产，如此不断反复。产品库存主要有两笔相反方向变化的费用，一是储存费用，它包括占用流动资金的利息，保管费用和物资损失等；二是准备费用，它包括每批产品生产准备、结束费用，设备调整费用，人员安排费用等。在一定的年需求量条件下，每批生产的批量越大，库存量就越大，储存费用也就越高；而生产的批次就会减少，调整费用就越低。储存费用与调整费用之和为最小时的批量为经济生产批量。如下图所示：CC1C2Q0Q图3-8经济生产批量Figure3-8thequantityofeconomicproduction上图中，Q0为经济生产批量，为储存费用，C2为准备费用，C为总费用，P为生产速度，R为需求速度。经济生产批量的计算公式为：Q0=2C2RPC1(P−R)（3-3）式中字母含义与图3-10相同。最小总费用的计算公式为：C0=2C1C2R(P−R)P（3-4）式中，C0为最小总费用。每批的生产时间的计算公式为：第35页 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究T＝Q0P（3-5）式中，T为每批的生产时间。两批之间的时间间隔的计算公式为：PR（3-6）式中，t为两批产品之间的时间间隔。2.库存模型二该模型库存供应允许少量缺货，有些客户与公司签订合同时经与公司约定，允许公司供货有少量缺货，但要求公司支付一定的损失费用。该模型生产速度也略大于客户产品需求速度。前批产品缺货量由后批产量补足，其他条件和模型一相同。经济生产批量的计算公式为：Q0=2C2RP(C1+C3)C1C3(P−R)（3-7）式中，Q0为经济生产批量，C1为储存费用，C2为准备费用，C3为缺货费用，P为生产速度，R为需求速度。最小总费用的计算公式为C0=2C1C2C3R(P−R)（C1+C3）（3-8）式中，C0为最小总费用。最大缺货量的计算公式为：B0=2C1C2R(P−R)PC（C1+C3）（3-9）式中，B0为最大缺货量。两批之间的时间间隔的计算公式为：t0=Q0R（3-10）式中，t0为两批之间的时间间隔。每批生产时间的计算公式为：T=Q0P（3-11）式中，T为每批的生产时间。第36页t＝TP3 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究本模型虽然有缺货，但这是合同允许的。采用这一模型，一方面可以两批产品生产的空档腾出生产能力为别的客户生产晶圆产品，同时该模型与模型一相比，可以加大了经济生产批量。3.及时库存控制（JIT，JustInTime）及时库存控制的原理来源于“只做要求做的，并只按要求做”的目标。系统在概念上很简单。别从储存室到机器缓冲区，所有的缓冲库存都降低到最小。为了能高效地工作，良好的供应商关系的建立必不可少。输入的原材料必须具有最好的质量，因为JIT留给来料检验和退货的空间很小。第二，供应商则被要求在他们自己的厂区保持随时可出货的原材料。这样一来，供应商就被要求承担原先由芯片制造商承担的库存，一种他们并不总是很高兴的情况。芯片制造商必须在评估他们的产量，质量和发送需求方面效率很高，并且必须拥有一个系统能快速地将原材料送到正确的设备上，并能快速检测出质量问题。JIT在工艺流程中也有应用。一些公司只有在产品能毫无阻挡地通过所有下级工序时才将晶圆投入工艺中。这种系统能得到较高的良品率，并且如果是一条适当平衡的生产线，可以单位产量，即使生产线的一部分可能处于停顿状态。这种系统称为“需求带动（demand-pull）”。“上游”的晶圆仅在下游的工艺站有清除晶圆积压的需求时才会被处理。一个有效的JIT程序可以减少制造区域操作员的数量，因为他们工作的大部分时间都用在分拣，分段，以及发送任务到工艺设备上。制造区域的布局可以将传统的对工艺设备的直线型排列改变。一条直线型的布局仅对产品的不同种类很少的生产线有益。晶圆从生产线的前端进入，并按照先入先出（FIFO）的原则移动。当某些特定晶圆批必须要快速移动时，问题就出现了。通常这些晶圆批会标注为“热批次（hotlots）”，它们在每个工艺站加工时都得到很高的优先级。除了为保持对晶圆批的跟踪引出的控制问题以外，热批次还导致正常的产品必须排队等候直到热批次通过。这种布局对于ASIC生产线尤其显得笨拙，因为出货日期和产品类型要经常性地改变优先级。JIT-CAM系统的优越之处在于知道所有的晶圆批处于生产周期的什么位置。计算机可以将任务分段处理来尽量减小中断并且保持产品的稳定流动。再进一步，如果JIT-CAM系统能和自动发送系统联合起来，整个系统将在工艺站集合成组而不是串成线的情况下达到更高的效率。这个概念，称为“工作单元（workcells）”，效率更高，尤其是当工作单元运行不同类型的产品时。而当直线型布局下的一台设备无法操作时，整条线会停下来,库存在停下的设备前积压起来【31】第37页。 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究3.2.6项目方案的成本效益分析1.晶圆研发项目的净现值分析研发项目投资时，现金流量是一个重要概念。现金流量是与研发项目投资决策有关的现金流入和现金流出的数量，它是评价项目方案是否可行时必须计算的一个基础性指标。一定时期内现金流入量减去现金流出量的差额，称为现金净流量。上节图3-8中列示的临界产能成本，就是现金净流量，它等于营业现金收入减去付现的营运成本，也可近似地等于净利润加上折旧之和。采用现金净流量评价研发项目是否可行，强调的是现金的流动性和货币的时间价值。净现值是一项研发项目方案的未来报酬总现值与原投资额现值的差额。若未来报酬总现值大于原投资额现值，即净现值大于零，说明未来报酬抵补投资额后还有余额，这时方案可行；反之，净现值小于零，方案不可行【32】。净现值的计算公式如下：净现值＝未来报酬总现值-原投资额现值设某晶圆研发项目需一次性投资12亿美元，营运10年，固定资产残值为5亿美元，每年的净利润为1.4亿美元,要求的资金成本率为12%，则净现值可计算如下：年固定资产折旧额＝固定资产原值-残值使用年限12−510年现金净流量＝1.4+0.7＝2.1（亿美元）表3-7项目投资方案净现金流量单位：亿美元未来报酬总现值＝2.1×（P/A,12%,5）+5×（P/F,12%,5）＝2.1×5.650+5×0.322＝13.475（亿美元）净现值＝未来报酬总现值-原投资额现值＝13.475–12＝1.475（亿美元）计算结果净现值大于零，说明未来报酬抵补投资额后还有余额，表明该方案可行。2.晶圆研发项目的内部报酬率分析内部收益率是能使一项项目投资方案的净现值为零时的投资报酬率。内部报酬率的意义在于它是一个项目所能接受的最高折现率，如果再提高折现率，那么项目的净现值将是负值，这个项目就不能接受了，同时也能看出，内部报第38页年份12345678910投资额12净现金流量2.12.12.12.12.12.12.12.12.12.1残值5==0.7(亿美元) 上海交通大学工程硕士学位论文第三章晶圆代工企业研发项目成本管理的影响因素分析及方法研究酬率其实就是项目所能得到的最高收益率。利用内部报酬率与企业的目标资金成本率进行比较，若前者大于后者，投资方案可行，否则不可行。现在我们采用表3-3的资料计算该研发项目的内部报酬率，假定公司的目标资金成本率为14%，计算步骤如下：先用14%的资金成本率进行试算：2.1×（P/A,14%,5）+5×（P/F,14%,5）-12＝2.1×5.216+5×0.270-12＝0.3036再用15%的资金成本率进行试算：2.1×（P/A,15%,5）+5×（P/F,15%,5）-12＝2.1×5.019+5×0.247-12＝-0.2251最后用插值法求出内部报酬率（R）：资金成本率14%R15%净现值0.30360-0.225115%−R15%−14%=−0.2251−0−0.2251−0.3036可计算得：R=14.57%根据表3-3的资料计算出的内部报酬率为14.57%，而公司的目标资金成本率为14%，内部报酬率大于目标资金成本率，该研发项目可行。第39页 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理第四章案例分析—苏州联合投资有限公司F项目的成本管理本章将沿着上一章的思路，以实际晶圆生产过程为例，介绍分析其成本管理的影响因素和成本控制方法，从而为其他晶圆代工企业项目成本管理的实施提供实例型参考。由于半导体生产的成本属于商业机密，因此以下案例分析中只提供了部分数据，并对数据进行了变换处理4.1公司概况与项目简介4.1.1项目方案的成本效益分析苏州联合投资有限公司成立于20世纪初坐落于驰名中外的苏州工业园区，是一家具有雄厚外资，制造尖端集成电路的一流晶圆专工企业。第一座8寸晶圆厂于2003年5月正式投产，总投资超过30亿美元，最大月产量可达6万片。目前是国内同行业中最短时间内达成单月、单季损益平衡，并以高效率生产能力及高水平工艺技术，创造持续获利优异业绩的晶圆专工企业。该公司已将上、下游产业引进苏州工业园区，形成群聚效应，完成在中国集成电路产业布局的第一步，并规划建立多座晶圆制造厂。公司秉承以客户满意为导向，与客户共同成长的经营理念，为客户提供全面性及具有竞争力的服务，包括多项目晶圆（MPW）服务，IP服务，BOAC，Mini-library等。资深、专业的技术及经营团队在新品开发、方案设计、出货交期、品质提高及良率提升等方面为客户提供有力的支持。联合投资有限公司长期致力于推动中国半导体产业的整体发展，已与多家设计公司建立合作关系，通过与联合投资有限公司的技术生产合作，这些设计公司在市场开拓及公司营运上取得重大成果。4.1.2F项目研发概述F项目是苏州联合投资有限公司研发的0.13微米新制程项目。该项目是国内半导体晶圆代工行业的顶尖技术，具有较强的市场竞争力，项目总投资为7亿美元，其中土地使用权费为1.8亿美元，建筑物投资为1.2亿美元，生产设备投资为4亿美元，设计生产能力为月产量1万片晶圆。按目前国际第40页 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理市场价格，每片晶圆的平均单价为3200美元，材料成本为1200美元，人工成本为800美元。该项目有一批业界精英组成的项目设计团队和技术过硬的一线生产工人。半导体工业在20世纪40年代开始提供商用产品。那时的生产线仅比实验室的数量多一点，而工人也大多是训练有素的技术人员。到了20世纪70年代，集成电路的年销售额就达到了10亿美元左右，生产的场景也变成拥有高度专业化的设备和熟练生产工人的洁净室。一片2000到3000平方英尺1大的制造区域的造价可达300万美元。由此可见，IT产业是人才竞争的产业，F项目也是人才竞争的项目。4.1.3行业发展趋势目前国内乃至世界大部分晶圆代工企业的技术水平在1微米线宽以上，而联合投资有限公司此次新制程研发的项目目标在0.13微米，由此可见，一旦开发成功，将是国内半导体晶圆代工行业的顶尖技术，是相当具有市场竞争力的。根据半导体工业现景，在进入到第五个十年时，已经从革命性发展进入以制造为中心的进化性阶段。尽管产品和工艺的进步仍然是业界的主要问题，“商务”因素仍得到更大的重视。对于项目研发来说，成本管理与量产品除去在技术工艺上的不同，在机械，材料人工方面，半导体项目研发可以看作是小批量的生产。因此，虽然高良品率是必须的，对新工艺和设备还是用生产能力来衡量。提高生产能力底线的策略包括将设备的所有权成本最大化，自动化，成本控制，计算机自动制造，计算机集成制造，以及统计制程控制。超大规模集成电路（VLSI）时代极大地改变了晶圆制造区域的外观和成本。尽管面积没有怎么扩大，造价却飙升到一亿美元左右。成本增加的部分主要用于建造10级和1级的洁净室，和更新、更专业化和自动化的设备以及工艺控制系统。到了20世纪90年代中期，业界开始提供大型的存储器和微处理器，而芯片厂也面临着数10亿美元的工厂成本。考虑到驱动生产工艺的诸多因素，这样的价码并不算太惊人。市场不断需求能力更强、速度更快的电路，这意味着要生产拥有更多晶体管（和其他器件）的更大型的芯片，而在给定面积上的器件尺寸更小。在这样的水平上维持产能和良品率需要更大的晶圆和更高的成本。而需要在更紧的容限下加工更大晶圆的设备也就更加昂贵。要保持更大晶圆的均匀度（或更多的设备加工单片的晶圆）就要求做技术改进，而自动操作的设备也是必要的。当然所有的原材料和工艺环境必须更加清洁，因为更小的、更密集封装的器件也更加敏感。同时不要忘记在这样的水平上，当芯片厂生产线第41页 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理迅速达到很高产量时，测试和鉴定的次数也要增加以保证产品质量和工艺过程控制。需要特别注意的是在甚大规模集成电路（ULSI）水平下工艺步骤的增加。晶圆上宝贵的“地产资源”最好用于半导体器件，而非半导体电路部件（如连线）则层叠在晶圆表面的上方。器件密集和尺寸变小带来的问题要由额外的新工艺步骤来解决，如用平坦化技术克服表面起伏引起的成像问题。额外的步骤又促使工艺和库存的成本增加。所有的这些增加的成本都附加到芯片销售价格中，尽管价格已随产能和竞争力的提高有所下降。为了保持利润，芯片厂商必须要不断提高效率、良品率，并在所有层次上控制成本。达到运营的成本效率通常意味着晶圆的每月产能达到2-3万片。而一旦转到生产300毫米的晶圆，一大优点便是可以选择小一些的芯片厂（或是迷你芯片厂），每月只生产1万片晶圆就可提供与200毫米芯片厂相同的芯片数，这种选择来自于300毫米晶圆那更大的面积。代工芯片厂为那些“无芯片厂”的半导体公司提供芯片制造服务，其数量在不断增加，并正在成为全球芯片工业的一个重要因素。另一个趋势是与供应商建立伙伴关系，即供应商在安装甚至是长期的厂内维护方面承担更多的责任。当产品和工艺发展的成本增加时，联合发展项目逐步出现。这种伙伴关系对于工艺过程尤为重要，因为工艺的效率受生产因素的影响很大。通常供应商自己无法模拟高产量生产的参数，而需要求助于芯片厂的伙伴。尽管有在工艺、成本以及市场方面的诸多变化，衡量芯片制造领域的财政状况的方法依然相同：即对于从芯片厂售出的有功能的芯片，每片的成本如何（thecostperfunctioningdieshippedoutoffabrication）。在因拥有了封装能力而完全扩展为商业工厂后，衡量方式又变成每一片售出的芯片的成（thecostperdieshipped）。在百万级的集成电路世界，每个晶体管的成本正成为一个指示参数。本章余下部分考查用来在控制成本的同时提高工艺/工厂的表现的多种因素和策略。4.2F项目成本管理的影响因素分析4.2.1项目成本管理组织结构本公司日常经营活动的进行是在公司现有整体组织结构下，实施项目经理制。在公司既有各职能部门的支持下，针对目标项目的特点，项目经理从各职能部门选择所需职能人员组成职能小组，项目经理领导各职能小组共同进行项目的具体实施。公司现有的项目管理组织结构为：项目经理直接领导施工组、材料组、成本核算组、质量管理组和安全管理组。结合前面所述理论分析，以第42页 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理项目成本管理为目标，分析可知，公司现有项目管理组织结构存在以下几点问题：首先，职能组数量有限，部分项目管理职能缺失。现有项目管理组织中，只有施工组、材料组、成本核算组、质量管理组和安全管理组。这些只是项目的必要管理职能，只能满足一般项目运作的需要。如果企业以项目成本管理作为项目管理的核心，努力提高项目的经济效益。现有的职能小组是不足的。项目组织中缺乏合同管理组，以致没有相应人员负责项目合同的管理工作。另外，成本核算组职能有限，无法满足整个项目成本管理的要求，必须增加成本计划和控制职能。其次，各职能组功能单一，各自孤立，不同组之间缺乏沟通、协调。各职能组职能划分明确，这在一定程度上明确了他们各自的分工，但同时也使得他们相互之间缺乏共同，彼此鼓励，不利于整个项目的运作。更重要的是，项目成本管理是一个系统工程，需要不同职能部门或小组的密切合作，因此，必须有相应的岗位人员从项目成本管理角度出发，明确各职能小组的成本责任，并加强各职能小组之间的沟通、协调【33】。结合前面所述理论及公司项目管理的特点，现对公司项目管理组织结构进行调整，根据项目成本管理的需要，调整或添加新的职能组。调整后的项目组织结构如图4-1所示：项目经理成本责任工程师合同管设计组工程组施工组物资管计划财分包商理组理组务组图4-1项目组织结构图Figure4-1projectorganizationchart半导体晶圆代工企业所研发项目是一项系统性的功能，并非某一个部门或组织单独工作便可完成，其需要企业内部形成一个完整的体系。只有在这种条件下，才能保证代工企业研发项目取得预期的成效。同时，代工企业承办新研第43页 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理发项目后也能合理地调配项目资金，把所有项目研发资金实施一个有效的规划。苏州联合投资有限公司调整后项目组织中各职能组的主要职责如下：1.合同管理组。项目合同是对参与项目研发双反应尽的职责详细划分，以协调各组织之间的调控管理，从而维持半导体晶圆产品代工活动的有序进行。合同管理组负责项目合同的管理工作，同时若在项目施工过程中出现设计变更、工期变更等引起合同变更的问题，该小组要及时做好有关的合同工作。2.设计组。设计是新产品研发项目的前期工作，通过详细的设计规划可罗列出与新产品研发的相关策略，指导半导体晶圆代工企业合理地安排生产方案。设计组负责公司资质范围内的项目设计工作，并在项目设计之处就要考虑整个项目的成本问题。3.工程组。半导体晶圆代工企业在我国还属于新兴产业结构，与其相配套的新产品研发项目都要经过科学的宏观控制。工程组为原来质量组、安全组整合而成，全面负责工程除设计、施工外有关质量、技术、安全等方面的工作。从而协调了各个环节的生产秩序。4.施工组。施工组主要负责产品项目的生产制造，生产组内人员体系决定了半导体晶圆产品质量水平的高低。对于承接半导体晶圆项目的企业来说，设置生产组织为了综合保障产品的质量，并且接受其他组织的监督，在项目施工过程中出现问题，应及时与相应职能小组沟通协调。5.物资管理组。生产型企业需维持良好的物资供应状态，使新产品研发与制造有足够的资源基础，生产出更加符合客户要求的产品。物资管理组负责项目施工过程中所需所有物资的管理工作。其内部可根据具体物资类别分配专职人员，如材料管理人员、机械管理人员等。6.计划财务组。任何一种新产品的加工制造，均要考虑未来产品投放市场销售所创造的经济收益，以及在生产期间需要投入的成本资金。财务组的职责是负责整个项目成本的计划、控制、核算等工作，编制目标成本，并分配成本责任，提供科学可靠的财务控制方案。4.2.2项目研发费用和产品制造成本1.项目研发费用项目研发费用主要包括研发、设计、施工等团队的人工费用，设备、仪器的折旧费用，材料、器具的消耗费用，以及资料费、差旅费、调研费等。其中各种研发团队的人工费用占很大的比重。晶圆产品开发的专业技术人员是高科技人员，招聘、培训的人力资源成本较高，人力资源成本构成如图4-2所示。从图中可看出，人力资源成本包括取得成本和开发成本。取得成本包括招聘、选拔、雇佣员工发生的薪金、广告费、代理费和差旅费等；开发成本包括定向第44页 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理培训、在职培训、脱产培训员工发生的薪金、广告费、代理费和差旅费等。人力资源的成本取得成本开发成本招聘选拔雇佣定向培训在职培训脱产培训薪金广告费代理费差旅费……薪金广告费代理费差旅费……图4-2人力资源成本构成Figure4-2laborcostsstructure研发费用的第二大项是研发设备和仪器的折旧费。设备折旧费用这部分成本来自于直接用于器件及晶圆制造试验的设备。折旧是机器由于磨损或变得过时而造成的价值损失。在这部分，我们来考查设备方面的问题。多年来，半导体加工从实验室活动转变为使用成熟和专门化设备的生产制造，半导体专门设备的发展促成了甚大规模集成电路（ULSI）时代的到来以及技术在世界范围内的传播。直到20世纪70年代早期，多数设备仍处于初级和手工阶段，工艺效率取决于工艺工程师对工艺的监视和调整，即所谓的“工艺调节”。IBM杜撰了术语“工具（tool）”来称谓半导体工艺设备，并成为业界语汇的一部分。随着设备越来越成熟，其价格也逐步上升，并成为任何新工厂的主要花费。一项来自ASA/Dataquest的计算显示，世界范围的芯片市场价值8040亿美元，而设备及材料市场价值为770亿美元6。选择一种工艺设备要有诸多因素的考虑，这些因素可粗略分为两大类：性能的和经济的。性能因素关系到设备生产达到要求结果的能力；经济因素关系到价格、成本和支持因素。尽管性能是选择标准之一，任何设备都必须具备基本能力以达到工艺要求。如果机器不能持续生产正确的产品，它就没有任何价值。其他性能因素包括可重复性、灵活性、升级能力及操作的简易性。可重复性指在相当长的时间内，第45页 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理每次都能产生同样结果的能力。灵活性指一台设备可被转换生产不同产品或工艺的容易程度。灵活性对ASIC和其他小规模的芯片生产线非常重要。升级能力是指机器可以应对未来工艺要求（如晶圆直径的增大）的能力，这一因素对从事ASIC制造的生产线至关重要，因为ASIC要求与最新的产品技术同步。而对于那些用来长期生产同种（或相似）产品的生产线，升级的能力则不那么重要。2.产品制造成本产品制造成本是生产部门在生产产品过程中发生的直接人工费、直接材料费和车间制造费用等。直接人工费是支付给生产部门一线生产工人的报酬。半导体行业是高科技行业，要求高素质的生产工人，因此人力资源的取得成本和开发成本较高。直接材料费是那些直接进入到芯片中或加在芯片上的材料发生的费用，包括晶圆材料、增加的功能层的材料、封装材料。制造费用包括生产部门发生的经费、非直接材料消耗、固定资产的折旧和设备设施维护费用等。其中非直接材料包括掩膜版或膜版、化学品、文具供应以及其他支持工艺但不进入到产品中的材料。材料在车间加工制造中的成本费用，也是代工企业需要详细计划的。固定资产的折旧包括厂房、机器设备、仪表仪器的折旧。晶圆生产部门的折旧费用，随晶圆和特征图形尺寸、自动化程度以及工艺步骤的数量有所不同。折旧率所占百分比在芯片制造行业中是很高的，因为那些昂贵的设备的有效寿命是比较短的。表4-1中列出的是典型的生产部门产品制造成本构成：表4-1典型晶圆生产部门产品制造成本构成晶圆产品制造成本构成因素的的变动，会随生产线的不同而变化。器件的复杂程度以及产品在成熟周期中的位置的不同，都会引起生产线的差异。产品和工艺越成熟，良品率就越高，同时设备的折旧因素会越低。新的产品往往会受到操作工的经验不足、设备不够稳定以及新工艺的发展的不良影响。高产量的产品，如DRAM，由于生产效率很高，一般会有最低的以每个晶体管或每片晶第46页成本要素贡献率（%）直接材料费26直接人工费7制造费用折旧35设备维护费10消耗品7测试费6生产部门管理费9合计100 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理圆计算的成本。而ASIC晶圆制造的成本会高一些，因为其产量较小，而设计和加工的成本却由于多变的产品组合而变得很高。成本的范围从分立的和简单的IC所需的100美元左右，一直到高端产品的数千美元。4.2.3设备寿命周期费用设备寿命周期费用可用所有权成本来计算，所谓所有权成本就是在设备的整个寿命周期内，综合考虑设备的产出率、利用率，以及产品缺陷造成的损失等因素而测算出来的单位成本。当购置设备的决定从纯粹的技术考虑转向商务因素的考虑时，所有权成本的模型便逐渐发展起来。这种模型尝试着将影响在其寿命期限内的机器、工艺或厂房的全部所有权成本的相关因素都放到一起。除最初的设备购买价钱以外，设备的占地面积、运转时所需的电力和原材料、合格晶圆的良品率、常规维护、修理及失效的频率等等因素的不同都会带来完全不同的花费。以下介绍所有权成本的详细计算公式，它是Sematech提出来的7：COO=（$F+$V+$Y）/（L×TPTXYTPTXU）（4-1）其中:$F=固定成本。包括设备的购置价钱，厂房成本，最初的改装成本等$V=设备/工艺运转时产生的所有的原材料、劳动力和工艺的成本$Y=由设备故障造成的晶圆报废以及缺陷引起的损失L=以小时计算的设备寿命TPT=晶圆的产出率。是从理想情况的最大值中减去维护的需求、机器设置、测试晶圆监测等时间，用每小时的晶圆数表示。U=设备被利用的因素，从最大值中减去可用的工艺等待时间。公式中的每一项又通过对某一特定工艺的具体因素的考虑计算出来。计算COO的公式提出了考虑到不同设备因素的折衷方案。例如，一台具有较高的初始购置成本的设备可能会因为较低的运行成本和较长的非失效时间而变得合算。或者，一种设备也许可以提供很高的良品率，但是却需要许多的调整和校准，导致必须增加额外的设备才能完成生产计划。所有权成本的高低，表现出设备在整个寿命周期内的产出率、利用率，以及产品缺陷造成的损失等情况，因此影响了项目的投资效益和项目的投资回收期。生产过程的自动化程度会影响所有权成本，因为生产过程的自动化程度越高，产品的产出率、设备的利用率就越高，同时能提高良品率。但较高的生产过程的自动化，会带来生产管理上的复杂性，对操作人员好提出了更高的技术要求水平和更高的敬业精神。第47页 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理4.2.4不良品损失费用晶圆产品生产过程的良品率，决定了诸多的成本因素是如何影响芯片的最终成本的。如果芯片的良品率很低，每片芯片的成本会上升。不仅制造费用会分散到更少的芯片上，直接费用也会因为芯片上要使用相对更多的材料而增加。当良品率计算到成本中时，术语上称为“有良品率的芯片成本”。当生产晶圆的成本不考虑芯片良品率时称为“未有良品率的芯片成本”。近年来我国半导体产品的进出口数量持续增多，芯片成本是晶圆尺寸、芯片尺寸和晶圆分拣良品率的函数。一片拥有300个芯片的晶圆，如果制造成本是3000美元，则未有良品率的芯片成本为每个芯片为10美元。如果芯片的分拣良品率是50%，芯片成本上升到每芯片20美元（3000美元的晶圆成本分配到150个有功能的芯片上）。将分拣良品率提高到90%可以将芯片成本降到11.11美元。这也是推动我国半导体加工产品出口量上升的一大因素。因此，在生产过程中提高良品率，减少不良品的损失费用，将直接影响产品的单位成本，进而影响项目效益。4.3F项目成本管理的方法应用4.3.1F项目的量本利分析苏州联合投资有限公司0.13微米新制程研发项目是国内半导体晶圆代工行业的顶尖技术，具有较强的市场竞争力，该项目总投资为7亿美元，其中土地使用权费为1.8亿美元，建筑物投资为1.2亿美元，生产设备投资为4亿美元，设计生产能力为月产量1万片晶圆。按目前国际市场价格，每片晶圆的平均单价为3200美元，材料成本为1200美元，人工成本为800美元。该项目的月折旧额可计算如下：月折旧额=12000×(1−10%)40000×(1−10%)20×1210×12其中建筑物折旧年限为20年，生产设备折旧年限为10年，残值率均为10%。土地使用权月摊销额可计算如下：土地使用权月摊销额=1800050×12=30（万美元）其中土地使用年限为50年。项目月固定成本=355.55+30=385.55（万美元）第48页+=355.55（万美元） 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理晶圆单位变动成本=1200+800=2000（美元）边际收益=3200−2000=1200（美元）盈亏平衡点晶圆产量=385.55×100001200=3213（片）满负荷生产时月盈利额=(10000−3213)×1200=8144400（美元）＝814.44（万美元）年盈利额=814.44×12=9773.28（万美元）由于0.13微米新制程是高端技术，预测5年内有较强的竞争力，能保持满负荷生产，年盈利额可达到9773.28万美元。以上分析的每片晶圆的平均单位成本为：平均单位成本=385.55×1000010000+1200+800=2385.55（美元）以下再测算每片晶圆的所有权成本作一比较。所谓所有权成本就是在设备的整个寿命周期内，综合考虑设备的产出率、利用率，以及产品缺陷造成的损失等因素而测算出来的单位成本。现测算如下：项目的设计能力为月产1万片晶圆，即10年总产量为120万片晶圆，即设备寿命周期内总产量＝设备寿命×设备利用率×产出率×良品率＝20×360×10×80%×22×95%＝1203840（片）≈120（万片）设备寿命周期内总费用＝固定成本+变动成本+产品缺陷损失＝385.55×12×10+120×2000+120×5%×2000＝298266（万美元）所有权成本=298266120=2485.55（美元）成本差量＝所有权成本-平均单位成本＝2485.55-2385.55＝100（美元）以所有权成本计算的边际收益和盈亏平衡点为：边际收益=3200−2000−100=1100（美元）盈亏平衡点产量=385.55×100001100=3505（片）年盈利额=(10000−3505)×1100×12=85734000（美元）＝8573.4（万美元）通过加强成本管理，成本改进目标为：在设备寿命周期内将设备利用率从80%提高到85%，良品率从95%提高到98%，产出率从每小时22片提高到24片，这样，设备寿命周期内总产量＝20×360×10×85%×24×98%第49页 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理＝1439424（片）≈144（万片）设备寿命周期内总费用＝385.55×12×10+144×2000+144×2%×2000＝340026（万美元）改进后的所有权成本=340026144=2361.29（美元）产量提高后的平均单位成本=385.55×1000012000+1200+800=2321.29（美元）改进后的成本差量＝2361.29-2321.29＝40（美元）即改进后每片晶圆的所有权成本与平均单位成本的差量降低了60美元（100-40＝60），从而在整个设备寿命周期内企业可增加盈利8640万美元（144×60＝8640）。4.3.2F项目的成本规划根据市场需求，0.13um制程项目的晶圆产品要生产多种规格，其中A型、B型和C型晶圆都要经过一车间、二车间连续生产，其中一车间有两项主要工艺过程：即PHOTO--晶圆涂抹光阻，用曝光方式定义出产品电路pattern；ETCH--用化学反应方式定义出电子元器件的pattern。二车间好有两项主要工艺过程：即FILM--用化学以及物理沉积方式，形成以不同材质构成的薄膜；DIFFSION--用离子植入晶圆的方式，来达到电子元器件所需要的电性参数。三种规格产品的相关生产数据如下表所示：表4-2晶圆产品工时消耗数据项目A型B型C型月总工时一车间工时消耗（小时）二车间工时消耗（小时）百片晶圆收入（万美元）4.66.0345.24.8305.74.330600600由于各车间只能有两种规格的产品并行生产，现选择A型和B型晶圆产品建立数学模型。设x1、x2分别表示A型和B型晶圆产品的产量（单位百片），Z表示晶圆收入（单位万美元）。则有：maxZ=34x1+30x24.6x1+5.2x2≤600s.t.6.0x1+4.8x2≤600第50页 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理x1，x2≥0加进松弛变量x3、x4，进行标准化，得：maxZ=34x1+30x24.6x1+5.2x2+x3＝600s.t.6.0x1+4.8x2+x4＝600x1，x2≥0采用单纯形法求解，得初始表：表4-3单纯形法求解初始表CB00CjXBx3x4B60060034x14.66.030x25.24.80x3100x401Θ130.43100检验数343000检验数最大34，x1，θ最小100，x4出基，得改进表：表4-4单纯形法求解改进表CB034CjXBx3x1B14010034x10130x21.520.800x3100x4-0.770.17Θ92.11125检验数02.80-5.68检验数最大2.8，x2，θ最小92.11，x3出基，得最优表：表4-5单纯形法求解最优表CB3034CjXBx2x1B92.1126.3234x10130x2100x30.66-0.530x4-0.510.57Θ检验数00-1.86-4.26此表全部检验数小于等于0，为最优表。x1＝26.32（百片），x2＝92.11（百片）月收入＝92.11×30+26.32×34＝3658.18（万美元）从最优表中可看出，一车间设备资源的影子价格为每小时1.86万美元，二车间设备资源的影子价格为每小时4.26万美元。所谓影子价格就是每增加1小时设备工时而增加的收入，它是在一个封闭系统中资源的特殊价格，若某种资源的影子价格为0,说明该资源是多余的，增加该资源对收入没有影响。本例两个车间设备资源的影子价格都大于0，说明两个车间的设备资源得到了充分利第51页 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理用。但是，两个车间生产的产品组合也会影响设备的利用率和企业收入水平。以上数据已知，B型和C型晶圆的每百片收入都是30万美元，生产总工时都是10小时，但B型晶圆在一车间的工时消耗为4.6小时，二车间为5.2小时；C型晶圆则分别在两个车间消耗的工时为5.7小时和4.3小时。下面我们进行产品组合的敏感性分析：先计算C型晶圆在最优表中的技术系数，有0.66-0.53-0.510.575.74.3=1.58-0.54设x5表示C型晶圆的产量，将C型晶圆的技术系数填入上述最优表中，得下表：表4-6单纯形法求解调整表1CB3034XBx2x1CjB92.1126.3234x10130x2100x30.66-0.530x4-0.510.5730x51.58-0.54Θ58.33-检验数00-1.86-4.260.96从表中可看出，x5的检验数为0.96，是正数，说明此表变成了非最优表，需要进一步改进，选x5进基，x2出基，得下表：表4-7单纯形法求解调整表2CBXBCjB34x130x20x30x430x5Θ3034x5x1检验数58.3357.990100.630.3400.42-0.30-2.31-0.320.40-3.90100此表全部检验数小于等于0，为最优表。x1＝57.99（百片），x2＝0（百片）,x5＝58.33（百片）月收入＝57.99×34+58.33×30＝3721.56（万美元）由此可见，A和C型产品组合的月收入为3721.56万美元，而A和B型产品组合的月收入只有3658.18万美元，两者每月收入相差63.38万美元。因此，采用A和C型产品组合更好，能每月增加收入63.38万美元。4.3.3工艺过程的时间和费用优化0.13um制程项目的开发和生产要按照一定的程序进行，项目工艺过程有严第52页 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理密的结构和要求。本节试图采用网络计划技术对0.13um制程项目的开发和生产过程进行时间和费用优化。网络计划技术的步骤为：绘制项目网络图、确定活动完成时间、计算事项和活动的时间参数、网络图的优化和项目监控。项目进度对整个项目的成本会产生重要影响。合理的项目总工期是实现项目成本管理高效化的前提。缩短项目总工期会增加直接成本，但同时会降低间接成本。因此，在一定的技术条件下，只要确定一个合适的总工期，不但增加总费用，有时还能降低总费用。下面将分析这个问题。0.13um制程项目的开发和生产要经过A、B、C、D、E、F、G、H八项工序，具体各工序清单如下表所示：表4-80.13um制程项目活动清单根据0.13um制程项目活动清单绘制的网络图如图4-3所示。图中箭线表示项目各工序，字母表示工序动名称，字母旁括号内的数字表示该工序的工期，单位天。加粗箭线表示关键工序，其连线表示关键路线。关键路线是网络图中工期最长的路线，其关键工序工期之和就是整个项目的总工期。第53页工序名称工序内容紧前工序工作日数（天）A现有制程能力评估，工厂成本评估，客户量以及市场需求量评估。—2B评估0.13um制程关键layer工艺制程所能达到最小安全尺寸。—2C新制程开发部门建立全新初版flow。A、B7D根据新designrule绘制testkey，作为Monitor电性参数，并测试相关电性参数。A5E公司做processqual，保证电子元器件功能均达到业界最高标准。A、B4F根据各种尺寸的元器件参数来建立SPICEMODEL，从而建立完整的EDR。D、E6G客户sample验证。C、F10H客户产品量产。G10 上海交通大学工程硕士学位论文D第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理A②E④FGH①⑤⑥⑦BC③图4-30.13um制程项目网络图Figure4-3thenetworkanalysisdiagramof0.13umprocessproject0.13um制程项目网络图各参数的计算如下表所示：表4-90.13um制程项目各参数计算表1通过以上计算可知，总时差为零的关键工序为A、D、F、G、H，关键路线为A—D—F—G—H，项目总工期是关键路线各工序工作日数之和，为33天。即：2+5+6+10+10＝33（天）网络图的时间优化，是通过缩短关键路线上工序的工作日数来进行的。在网络图中，串连作业的路线各工序的工期之和为最长，如果技术条件允许，把串连作业的各工序改成各工序进行平行作业或交叉作业，就会明显缩短项目的总工期。由于G—H目前是串连作业，我们可以通过分析，将G、H分解为更小的工序，改成交叉作业，以缩短项目总工期。以下是0.13um制程项目网络图时间优化的具体分析。首先，我们将G、H分解为更小的工序，见下表所列：第54页工序名称工作日数最早开始时间最迟开始时间总时差关键工序A（1,2）2000是B（1,3）2011否C（3,5）7264否D（2,4）5220是E（3,4）4231否F（4,5）6770是G（5,6）1013130是H（6,7）1023230是 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理表4-10G、H项目分解表将G、H改成交叉作业后的网络图如下：DA②E④FG1G2①B⑤⑥H1⑧H2C⑦⑨⑩③图4-4改进后的0.13um制程项目网络图Fig4-4improvednetworkanalysisdiagramof0.13umprojectprocess改进后的0.13um制程项目网络图各参数的计算如表4-11所示。通过表上计算，可知关键工序为A、D、F、G1、G2、H2，关键路线为A—D—F—G1—G2—H2，项目总工期为28天，比原来33天缩短了5天。我们知道，缩短关键路线上各工序的工作日数，在一定的条件下可缩短总工期，但各项目每缩短一天工作日数，就会增加相应的直接费用，同时也会降低一天的间接费用。如果某项目在可能的条件下，缩短一天增加的直接费用小第55页原工序名称分解后的工序名称工序目内容紧前工序工作日数（天）GG1公司将完整的SPICEMODEL,DesignRule提供给客户,客户designsamplechip搭公司的SHUTTLE。C、F4G2客户进行debug测试程式，信息反馈给公司以完善process。G16HH1公司pirun新产品，经过CP->FT->Functiontest测试，验证产品性能。G15H2公司会对产品进行productqual，产品进入量产阶段，QA部门根据业界标准制定产品质量管控。G2、H15 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理于降低的间接费用，那么既可以缩短项目总工期，又可以降低项目总费用，下面我们将分析这个问题。表4-110.13um制程项目各参数计算表2根据估算，0.13um制程项目网络图关键项目相关数据如下：表4-120.13um制程项目关键项目的相关数据同时，根据测算，0.13um制程研发项目每天的间接费用约为56000美元。在不影响关键路线变动的前提下，可调整关键项目D和G2，关键项目D可缩短1天，G2也可缩短1天，总共缩短2天，这样项目总工期由原来的28天缩短为26天。同时，可节省费用22000美元，即：（56000-51000）×1+（56000-39000）×1＝22000（美元）4.3.4F项目库存模型的选择经市场调研，0.13um制程项目的产品竞争比较激烈。客户一般要求公司稳定均匀地供货，目前本项目某些产品品种的产能略大于客户需求，也就是说，第56页工序名称工作日数最早开始时间最迟开始时间总时差关键工序A（1,2）2000是B（1,3）2011否C（3,5）7264否D（2,4）5220是E（3,4）4231否F（4,5）6770是G1（5,6）413130是H1（7,9）517180否G2（6,8）617170是H2（9,10）523230是关键工序可能缩短的工作日数（天）每天增加的直接费用（美元）A00D151000F263500G100G2139000H200 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理这些产品品种的生产速度略大于客户需求速度，这样就产生了一个库存问题和生产批量问题。以下将讨论的问题是，采用什么库存模型和经济生产批量能有效降低项目成本？库存模型一，本模型要求库存供应不允许缺货，生产速度略大于客户产品需求速度。如图4-7描述，开始时生产部门以P速度生产，同时库存产品以R速度供货，由于P>R，产品储备量以OA斜线上升。当产品储备量达到一定数量时，生产部门就停止生产，本批产品生产结束，但库存产品储备继续以R速度供货，并以R速度沿AB线下降至零，这时生产部门开始下一批产品的生产，如此不断反复。库存量P-RA-ROTB时间t图4--5库存模型一Figure4-5inventorymodelI设C1为储存费用，包括占用流动资金的利息，保管费用和物资损失等；C2为准备费用，包括每批产品生产准备、结束费用，设备调整费用，人员安排费用等，这是一笔固定费用，与产品生产量无关。储存费用和调整费用是反方向变化的，在一定的年需求量条件下，一年内每批生产的批量越大，库存量就越大，储存费用也就越高；而生产的批次就会减少，调整费用就越低。储存费用加上调整费用后的总费用C0最小的批量为经济生产批量Q0。经测算，0.13um制程项目生产的某品种圆晶每片每年储存费用为320美元，每批生产调整费用为21500美元，生产速率为每月6000片，供货速率为每月5200片，则相关参数可计算如下：C1=320美元/年，C2=21500美元，R=5200片/月，P＝6000片/月。经济生产批量为：第57页 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理Q0=2C2RPC1(P−R)=2×21500×5200×12×6000320×(6000−5200)=7930（片）最小总费用为C0=2C1C2R(P−R)P=2×320×21500×5200×12×(6000−5200)6000=338354(美元)每批的生产时间为：T＝Q0P79306000两批之间的时间间隔为：P6000R5200当然，流水线在两批之间的空档3.48个月（4.8-1.32＝3.48）中，可为其他客户的订单生产晶圆产品。库存模型二，本模型库存供应允许缺货，因为有些客户与公司签订合同时有约定，允许公司供货有少量缺货，但要求公司支付一定的损失费用。本模型生产速度也略大于客户产品需求速度。如下图描述，前批产品缺货量由后批产量补足，其他条件和模型一相同。库存量St1P-R-Rt0OAt2t3时间图4--6库存模型二Figure4-6inventorymodelII若上例某品种圆晶在与客户签订销售合同时商定，允许少量缺货，公司这样做的目的是为了腾出产能为别的客户生产产品。但公司要补偿给客户缺货损第58页==1.32(个月)t＝T=×4.2=4.8(个月) 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理失费（用C3表示），每片100美元。其他条件与上例相同，即每片每年储存费用为320美元，每批生产调整费用为21500美元，生产速率为每月6000片，供货速率为每月5200片，则相关参数可计算如下：C1=320美元/年，C2=21500美元，C3=100美元/片，R=5200片/月，P＝6000片/月。经济生产批量为：Q0=2C2RP(C1+C3)C1C3(P−R)=2×21500×5200×12×6000×(320+100)320×100×(6000−5200)=16251(片)最小总费用为C0=2C1C2C3R(P−R)P（C1+C3）=2×320×21500×100×5200×12×(6000−5200)6000（320+100）=165099(美元)最大缺货量为：B0=2C1C2R(P−R)PC（C1+C3）=2×320×21500×5200×12×(6000−5200)6000×100×（320+100）=1650(片/批)两批之间的时间间隔＝t0=Q0R162515200t2=C1C1+C3320320+100t1=P−RP6000−52006000t3=RP52006000每批生产时间=t3−t1=3.03−0.32=2.71(个月)本模型虽然有缺货，但这是合同允许的。采用这一模型，一方面可以两批产品生产的空档腾出生产能力为别的客户生产晶圆产品，同时该模型与模型一相比，加大了经济生产批量8321片（16251-7930＝8321），降低了总费用173255美元（338354-165099＝173255）。因此，在客户允许的条件下是一种不错的库存模型选择。第59页3==3.13(个月)t0=×3.13=2.38(个月)t2=×2.38=0.32(个月)t0+t1=×3.13+0.32=3.03(个月) 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理4.3.5晶圆产品的良品率与成本控制本节将论述晶圆产品质量标准的制定和良品率管理两个方面的成本控制问题。首先我们讨论产品质量标准的制定问题，产品质量标准与产品成本的关系如下图4-7所示。晶圆产品是高科技产品，如果质量标准制定得过高，在现有生产技术条件下，生产成本会急剧上升，而对于质量标准特高的产品定价就会偏高，从而就会降低市场需求，影响销售收入。因此，公司在与客户谈判时，不能把质量标准制定得过高，应在行业最高标准与行业最低标准之间的适宜质量区制定标准。0.13um制程项目的产品在销售时，公司为了争取客户业务，一般会制定行业最高质量标准，以满足客户的需要和现有的生产技术条件。但这样做可能会降低良品率，从而增加产品的质量成本。下面我们讨论良品率的控制问题。CR行业最低标准行业最高标准质量标准图4-7质量标准与产品成本的关系Figure4-7therelationshipbetweenqualitystandardandproductioncost上图中，C表示产品成本，R表示销售收入。提高良品率对产品成本控制，效果以非常显著。如果将良品率从现有的90%提高到95%，即增加5%的良品率，若制造区域每月生产10，00片晶圆，每片晶圆上有350片芯片，每片芯片售价5美元，则增加的收入为：1000×5%×350×5=87500（美元）0.13um制程项目提高良品率的措施可从以下几个方面实施：1.加强生产现场管理，严格实行统计制程控制工艺控制就是使生产的产品符合设计和操作规范，并且能达到足够高的生产率以获取利润。工艺过程会受到多种参数影响的，这些参数还包括晶圆的固第60页 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理有条件。没有监测和调整的工艺是无法在控制下运行的。工艺控制提供信息来作出必要的改变。统计制程控制的方式是，依靠建立的数学法则来控制制造芯片的工艺类型。工艺控制技术可以很简单，也可以非常复杂。最简单的是计算一组数据平均值。特别要关注总体的极端值和平均值，因为它提供给我们关于数据在总体中分布情况的概念。晶圆工艺数据以及多数半导体工艺数据的数学分布都符合高斯分布。过程控制的第一步是将某一特定工艺参数的分布绘制成直方图,然后确认该分布是否是正态分布。如果不是正态分布，则很有可能工艺过程中存在某种问题。如果分布是正态的，下一步则是比较分布范围与该参数的设计极限。做这个比较是要确定工艺的自然分布极限是否落入设计极限内。如果不是，工艺就必须要调整，否则此参数的测量读数（以及晶圆）将总会有一定比例落在规格之外。另一种有用的统计工具是柏拉图（ParetoChart）。这也是一种直方图，只不过X轴被分成不相关的部分，而不是连续的参数如表面电阻。缺陷检测结果是运用柏拉图很合适的例子。在X轴上列出缺陷的不同类型名称，每一种缺陷类型对应的一个标记或立柱标示着该种缺陷的发生频率。操作员或工艺工程师可以从图上看出哪一种缺陷发生的最频繁，以及哪些工艺需要改进。到目前为止介绍的统计方法都是对某一种工艺过程的事后的分析。而更有力的实时工艺控制统计方法是X-R控制图。这种控制图由两部分组成，其y轴代表参数的数值。处于上部的图上有一条水平线表示参数的历史平均值。15在平均值线的两侧有根据历史数据计算出的控制限的水平线。控制限代表当工艺过程受控时数据值所处的范围。同时在图中还包括工艺或设计极限，代表数据点在被拒绝前可能达到的极端值。而处于下部的图是通过将每个数据点偏离平均值的量计算并绘制出来的。在绘制出来后，这些值提供了关于工艺控制量的直观的证据。X-R控制图的价值在于其可预见性。一个受控的工艺产生的数据点趋向于在平均值附近有规律地变化。关于一个受控的工艺的数学计算可以预计这种规律性的波动，同时它还可以在数据点真正超出控制限之前预计工艺在什么时候会失控。这对于一个受控的工艺来说是一种非自然的模式。在出现这种情况时，维护数据图的生产操作员会向有关人员发出警示，这样可以将工艺在数据点超出控制或设计界限，晶圆将要报废之前及时调整回控制范围内。在工艺中还会用到其它一些更复杂的控制方法，已超出本书的讨论范围。另一种有力的统计工具是多变量实验分析。大部分测量的质量控制参数（表面电阻，线宽，结深，等等）都受到工艺中多个变量的影响。例如，线宽，会随光刻胶溶剂，膜厚，曝光时间和强度，烘烤温度以及刻蚀因素而变化。其中第61页 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理的任何一个因素或是所有因素都有可能造成超出规格的情况。多变量评估可以允许工程师在运行实验时将每一种单独的变量分离识别并分离出来。对一个过程设计SPC系统要求选择合适的统计工具。使所有批次的所有晶圆上的所有芯片每天都能符合规格。然而，挑选参数群体并非总是那么轻而易举。工艺的情况各有不同，有晶圆上的差异，有一批内的晶圆之间的差异,还有工艺设备之间的差异。由于不可能测试每一个芯片，选择正确的样本点和采样水平成为越来越重要的课题。2.严格执行设备的标准规范由于芯片制造商需要有许多家供应商提供原材料和设备，加上苛刻的技术要求，对于标准化的要求就显而易见了。在许多行业，不同的制造商倾向于建立他们自己的“标准”来作为行业标准，并成为维持其竞争力的一种方式。半导体工业已经不成文地建立了许多标准，如标准化的晶圆片匣。1973年，半导体设备及原材料国际（SEMI）建立了一套标准程序。供应商和用户走到一起并通过共同协商来建立标准。对于自动化水平，SEMI出版了设备界面的通讯协议，称为半导体设备和原材料国际通讯标准（SECSI和SECSII）。另外还有SMIF界面标准和真空型集簇设备标准，即模块化设备标准委员会或MESC。11芯片厂传统的将设备排成行的布局已经让位给专用隔间或隧道式系统。这种系统将工艺分组安排在不同的房间内，将人员流动造成的污染以及来自于其它工艺区域的交叉污染降到最低。自动化的需要迫使人们重新设计最有效率的方法来传送材料，同时还能保持清洁。机械手已经成为移动材料的选择。半导体加工从来都不适合由传送带连接的生产线，因为半导体生产包含的站点很多，而装载晶圆的方式又各不相同，并且晶圆批的分组也会有不同。随着晶圆批料的重量增加（晶圆直径增加），对机械手的使用越来越多，尤其是SMIF类型的12要使用腐蚀性气体时。一种设备布局的选择是工艺岛。用于某一特定工艺部分的不同设备被安排到同一个上载/下载机械手周围。这些设备可以是独立的或是集簇的。3.改进晶圆产品的批量生产工艺在工艺发展的前二十年，发展动力来自于不断增大的晶圆批量。简单的对规模和每次工艺生产的产品的要求都没有成为更大的动力。然而，更大直径的晶圆以及VLSI/ULSI水平的到来改变了这种图景。大的晶圆要求更大的工艺反应室，进而增加了对均匀度的限制。许多工艺，尤其是淀积步骤，更容易在小一些的反应室（单晶圆）中控制。快周转期芯片厂（ASIC和小批量器件）可以利用单晶圆工艺的灵活性获得某种优势。13与批量加工相比，这种对工艺控制的偏向使生产能力受到一定损失。大直第62页传送模式。对于真空设备，机械手的设计和性能都遇到了挑战，特别是当工艺 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理径的晶圆从某种意义上可以有所弥补（300毫米直径的晶圆的面积几乎相当于150毫米晶圆面积的两倍）。设备的设计允许真空泵对于整个批工作，而晶圆加工则逐个进行。其他的改善措施提高了单个晶圆的生产能力。也有不利的方面，单晶圆工艺要求更高水平的可重复性。设想以下对同样大小的晶圆，单晶圆工艺设备需要运行25次，而批量工艺对于一批25片晶圆则只需运行一次。单晶圆设备也更加昂贵。每一台设备所需的部件与批量工艺设备基本相同。4.实行晶圆产品的绿色制造环境晶圆制造的另一大压力来自于环境方面的法规和关注。晶圆制造过程使用很多危险的化学品，并产生废物。在工厂里，对化学品处理、储存及使用的控制是芯片厂环境、安全和健康（ESH）项目的一部分。当前对工艺发展的研究中比较活跃的是减少对化学品的使用或者使用危害较小的化学品。SIA路线图显示到2012年水的消耗将从每片晶圆30加仑降到2加仑。14该路线图提倡降低每片晶圆消耗的能量，并停止对聚氯乙烯（PVC）的使用。从安全方面考虑，较低危险的化学品会带来成本降低，因为厂内处理和储存，运输成本，以及特殊废料处理设施的成本都会相应降低。4.3.6生产自动化管理与成本控制生产自动化管理与产品成本控制有着密切的关系，自动化流水线适合于大批量，少品种生产模式，要发挥自动化流水线的生产优势，首先要加大生产批量，同时要降低设备故障率，以控制生产成本。以下就各种自动化生产单位进行成本控制分析。1、工艺自动化与成本控制自动化的第一步就是工艺自身的自动化。大多数的半导体设备，从定义上说，都是将工艺的一部分自动化。光刻胶匀胶机自动地将底胶和光刻胶以正确的速率及合适的时间涂在晶圆表面。自动气体流量控制器将气体以正确的流量、正确的压力和正确的时间通进设备中去。工艺的自动化通过降低对操作员的技能、培训、士气和疲劳程度的依赖性而带来了工艺和产品的一致性。多数的设备是通过编在随机的计算机中的一系列指令来控制的。程序被称为“处方（recipe）”。处方由操作员或通过中央主机装载到机器中。工艺自动化生产过程的成本控制主要是降低废品率和提高生产效率。2、晶圆装载自动化与成本控制自动化的下一个水平是上载和卸载晶圆。业界已经将晶圆片匣确立为主要的晶圆承载体和传输体。片匣通过多种机械原理被放置在机器、升降机和/或晶圆抽取器上，或是机械手将晶圆输送到特定的工艺室、旋转卡盘上等。在某些第63页 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理工艺中，如一些工艺反应管，整个片匣都放在工艺反应室中。这一水平的自动化被称为“单按钮”操作。通过一个按钮，操作员激活上载系统，晶圆被加工然后再回到片匣中。在工艺周期的最后，机器发出警报声或点亮指示灯，操作员再将片匣移走。有些机器具有缓冲存放系统，使工艺过程总可以有新的晶圆准备被加工，从而使机器的效率最大化。操作员将片匣放在机器的上载器上，按下开始键，然后的工艺过程就交给机器来做。在12英寸晶圆的水平，片匣可能会被一个单独的晶圆承载器或输运器替代。晶圆装载自动化生产过程的成本控制主要集中在一些关键岗位和环节上，关键岗位要安排优秀员工当班，以降低操作出错率和设备故障，从而降低生产成本。3、集簇自动化与成本控制将两个或多个工艺步骤放到同一个设备单元来做是另一种水平的自动化。一般这种水平称为“集簇（clustering）”。整个工业做“集簇”已有相当长的时间。光刻胶的匀胶机在很早以前就和软烘烤模块以及其他曝光显影设备组结合在一起。最近的集簇设计已经受到来自技术和经济两方面力量的驱动。在技术方面，一些成簇的工艺产生更好的产品，如从刻蚀后到金属淀积前一直保持晶圆的清洁。另一项工艺上的优势是在同一个反应室内可以按次序淀积不同的材料。在这些情况下，淀积过程变得更好，因为晶圆在各个步骤间没有暴露到空气中。当然在任何时候如果晶圆的上载/下载步骤可以省掉，则清洁度和成本方面都会受益。对于真空工艺，当仅需一次抽真空即可以进行两个或多个工艺过程时，时间和洁净度因素都会受到影响。两个或多个有序的工艺过程结合的簇称为“集成处理（integratedprocessing）”9。经济方面，某些类型的工艺集簇在一起以提高生产率则称为“并行处理（parallelprocessing）”。尽管集簇设备具有显而易见的吸引力，它们也存在缺点。对关键工艺的集簇处理，其优势很明确，但对于相同类型的工艺进行集簇所需要的互锁、电子系统和软件都要比单一的设备更精密。而且一旦维修保养需要设备停机，就会造成相当大一部分生产能力的损失，增加生产成本。因此，对这些精密设备要重点保养，防患未然。4、闭环控制系统自动化与成本控制这个行业正处于全面自动化的最后阶段，即闭环反馈系统。包含两个方面。一方面是某些设备具有传感器来测量关键的工艺参数，通过反馈电路，设备会做自我调节来保证工艺运行规范。对于很多设备来说，这个阶段的自动化是很难实现的。因为用于测量的传感器要工作在不利的环境内，如加热管反应炉和溅射反应室。在掩膜版制造领域取得了一些进展，先进的识别系统可以对比未加工的膜版片和设计规则。另一方面，一些设备连接到自动目检或测量的子系统上。子系统对重要参数进行实时（正运转时）测量。并与标准对比然后将信第64页 上海交通大学工程硕士学位论文第四章案例分析-苏州联合投资有限公司F项目的成本管理息反馈回来。这个系统可能会触发对于不符合规格设备的停机或自动进行工艺参数调整，影响产品质量，增加生产成本。解决的方法是加强关键岗位的职责，细化操作规程，防止设备故障的发生，以达到生产成本的控制目标。总之，实现晶圆产品生产自动化，并加强自动化生产的现场管理，能提高生产效率和良品率，从而降低项目的所有权成本，提高项目的经济效益。第65页 上海交通大学工程硕士学位论文第五章结论及展望第五章结论及展望5.1结论随着我国晶圆代工行业竞争日益激烈，且竞争的焦点逐渐由产品质量转向价格。对晶圆代工企业来说，加强项目成本管理成为其获取竞争优势的主要途径和长期经营战略。本文通过研究分析我国晶圆代工企业项目成本管理存在的问题，项目成本管理的相关理论内容以及晶圆代工企业项目成本管理的相关概念，主要得出以下几方面的结论：1、本文结合晶圆代工企业实际特点，引进了量本利分析、线性规划、网络计划技术、库存模型和技术经济指标等数学分析方法，以此来改进晶圆产品研发项目的成本管理，有效地降低晶圆产品研发成本和生产成本，提高产品的市场竞争力。2、本文依据影响晶圆代工企业项目成本管理的三大因素，结合其自身特点，提出相关企业应着重从成本计划、控制和核算入手，而不是只停留在成本控制阶段，以降低项目成本，提高自身成本管理效率。该部分研究为相关企业进行项目成本管理提供了具体的方法指导。3、最后，本文运用实证研究的方法，通过对项目成本管理的具体情况进行研究分析，为相关企业进行项目成本管理提供了样板模型。5.2展望本文分析了我国晶圆代工企业项目成本管理存在的问题，并通过理论与实证相结合的方法提出了相应的改进措施。虽然，对加强我国晶圆代工企业项目成本管理具有重要意义，但本文研究毕竟涉及范围有限，内容涵盖不全面。另外，由于收集资料的有限性及个人学识的限制，文章观点难免有失偏颇的地方，望广大专家、学者批评指正。结合本文的研究，今后还应进一步对晶圆代工企业建立科学的成本指标体系、成本决策体系、成本控制体系和成本考核体系等多方面进行入研究。第66页 上海交通大学工程硕士学位论文致谢致谢本文是在导师李小勇教授的精心指导下完成的。导师不厌其烦,一次又一次的教导给我了莫大的帮助。同时，其严谨的治学态度、渊博的知识、开阔的思路，都使我受益非浅。在此向导师致以最深的感谢和最崇高的敬意。还要感谢上海交通大学各位领导和老师，在整个工程硕士学习阶段给予了我悉心教导。老师们渊博的专业知识，使我终身受益。衷心感谢苏州联合投资有限公司各级领导和同事，在工作岗位中给予我的锻炼和关心，以及在整个学习期间给予我的帮助。感谢同窗好友，在共同学习的日子里我们互相支持互相学习，你们是我宝贵的财富。第67页 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