半导体总体持有成本概论

对半导体产业而言，COO/CPW是一个很重要的课题。

COO/CPW 分别代表的是「持有成本」(Cost of Ownership)以及「每单位晶圆成本」(Cost per Wafer)尤其在现在芯片供应短缺严重以及整体市场供需不稳定的状况下，更凸显两者对长期趋势超前部署的重要性。

不到20年前刚入行半导体产业时，笔者曾询问任职应材(Applied Materials)的前辈，半导体产业到底是一个什麽样的生态组成环境？前辈幽默一笑回应

「简单的来说，你就把晶圆/芯片当作是钞票，半导体晶圆厂(如台积电)当作是印钞厂，那我们半导体设备商(如应材) 就是印钞机供应者。印制假钞有罪，但生产芯片却有功！虽然无敌，但在科技创新之同时必须降低成本！ 」

「如果你喜欢甜点，把晶圆 (Wafer) 当成华夫饼(waffle)，再把晶圆厂(Fab)当成面包店(Bakery)，那你就不难把我们设备商视为烤面包机生产供应商，我们就是研发精进高科技烤面包机良率的幕后无敌手 ！」

这里所提到的成本，就是初期采购成本(capital expenditure；CAPEX)，以及之后的营运成本(operational expenditure；OPEX) ，COO就是半导体产业的OPEX中影响权重最大的参数，CPW则是其主要的量化指标。

如同应材是财富500强，全世界最高市占率的半导体设备供应商，十分重视COO的表现。

在1970到1990年代末期，半导体设备供应商在研发制造半导体机台之时，通常以单一型式的机台提供数十家客户(即半导体芯片制造商)。在供应商少而客户多的状况下，半导体设备供应商相对于芯片制造商是拥有较大的话语权。况且当时芯片生产的食谱(recipe)相对简单，其COO/CPW模型相对容易。

在属于卖方市场环境下，半导体厂设备销售之过程中，均聚焦于价格，属于次要的COO/CPW就直接被涵盖在机台设备的交易价格当中，不被另外特别讨论。

进入21世纪前20年， 半导体芯片的主要的芯片制造商，因为板块的不断推移、合并或退出，最大的生产商像IBM、高通(Qualcomm)又大量改型IC设计生产模式，故仅剩少数超大型或相对大型的晶圆代工厂及存储器芯片制造商。此时，相对于设备供应商而言，芯片制造商就反而拥有较大的话语权 (因个别采购数量遽增之故)。

此外，芯片生产之多样化与特殊化，导致机台必须不断创新，亦直接增加初期之购买成本(purchase price)，及其日后之营运支出 (COO)。因此，在晶圆制造商与设备供应商讨论半导体机台交易之时，设备的价格以及COO/CPW均是枱面上之重点。尤其是机台交付期限及其CPW(Cost per wafer)经常是契约上2项最重要的条件。

对设备供应商来说，能否预先精确预估芯片制造商的field COO，乃能否顺利完成交易的关键。

针对半导体产业之COO，从近到原厂半导体设备安装空间所需的不动产市场价格、半导体机台花费价格、及其预防性维护(Preventive Maintenance；PM)、矫正性维护(Corrective Maintenance；CM)所需要的关键零组件，包含耗材及非耗材的所需价格；远到晶圆、电力、化学材料，制程冷却水系统(Process Cooling Water；PCW)，大宗气体，附属制造次无尘室区(SubFab)/Chase area等相对应的价格，均全部包含在内。

就如同中央铸币厂的印钞机印出一张张的钞票一样，半导体机台在一片片晶圆上制作出一颗颗的芯片，两者都称为资本设备(capital equipment)，印钞机最重要的元件是模板，而半导体机台的最重要的元件就是其关键零组件(critical component)。

更深入一点来说，关键零组件在PM以及CM中，影响COO/CPW甚钜。在半导体机台的生命周期中，预防性维修及矫正性维修之相关费用甚至高达数倍于机台之价格。

预防性维修之关键零组件通常都能预先备妥， 其重点着重于平均清洗间隔时间(Mean Time between Cleans；MTBC)，或更半导体量化来说着重于MWBC(Mean Wafers between Cleans)。亦即愈长的MWBC、愈低价的全新关键零组件、加上愈多次修复还原关键性零组件并能重复使用，在在都直接影响COO/CPW；矫正性维修系发生于意料之外，尤其在芯片制造过程中若突然发生意外，整个制造流程可能中断，此时则须依赖芯片制造商与设备供应商团队的应变合作能力，尽速将已断链的生产链重新安全运作。COO/CPW在断链的同时，亦因未能达成预期的MWBC，而遭遇相当程度之破坏及逆向增加。

台湾的精密半导体设备商以及台积电、联电、美光(Micron)等高级芯片制造商对于COO/CPW之敏感度，已然持续提高， 其后续影响力亦值得持续探讨。此前COO之主要概念在SEMI E35规范中有较为全面扼要的阐述，读者在阅读本篇文章后若有任何疑点，不妨继续参阅研究。