一个芯片Fab几十年从业人员的Insights

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读完这个老哥的职业生涯总结,对高精尖制造业的从业人员又多了一份尊重,对这个行业也多了更多的了解。

$台积电(TSM)$ $三星电子(SSNLF)$ $中芯国际(SH688981)$

- 芯片行业的周期性很严重,设备大于制造大于设计。一线人员任务重,所以纪律很严明,越能军事化管理的制造厂越能出成绩,这与现在欧美的工作文化有很大差异。欧美现在很难纪律极高地去做制造业了。这么来看东南亚和印度的文化也是够呛,这就是为什么台湾韩国相对东亚文化的国家在所有亚洲国家中半导体做得最好。

- 芯片的重资产是设备,设备行业水最深,fab很多内部管理水平和腐败问题都在设备上。我国如果设备的人才积累不够的话,产业就很难发展好。

- 芯片就是赢者通吃的行业,没有差异化,只有谁比谁更厉害,所以赢家全球通吃,只要比竞争者差一点就全盘皆属。竞争属性让这个产业的竞争十分残酷。

网页链接 (14篇老哥原文请看链接,以下为我的节选)

那个时候的特许半导体,工程师来自全球各地,加上供应商也是全球的,厂区内各色人等。赶上DRAM不景气,韩国很多工程师失业,也来到新加坡。一些年轻人可能觉得这样多好,一个小联合国。但是没有考虑到已经有家庭的人为了保住一份报酬一般的技术工作背井离乡的感受。我会在以后的文字中不断提到芯片行业的失业问题。这是有志于这个行业的年轻人应该知道的。当时的新加坡政府为了让宝贵的技术人员不至于放弃专业去卖保险之类,出资把他们养起来学习。

在上个世纪九十年代后半期,一个八寸晶圆厂的建厂成本,大致在7亿美元左右。按照10年线性折旧的会计习惯,每年7千万美元。每天睁眼就是20万美元。另外日常基础运营费用,也非常高。生产晶圆的毛利 (收入减去直接材料和直接劳动)率大致需要50%,不然就难以维持。这个毛利率需要覆盖折旧和其他非直接支出,从此可以估计每天的产值以及日常现金流的下限当时一片八寸的晶圆,如果工序较多,到了流程未端价值可以到达4000美元,一个盒子通常装25片如果操作工在搬运过程中,扭脸和旁边的人点个头,碰巧迎面撞上对面一个操作工,把晶圆盒掉地上摔了,损失就是10万美元。按当时我国的普通月收入不到1000元人民币鼻,已公超划至一的收人这柱的事情并不罕见,因此自杀的事情也时有所闻。所以一个收入微薄的普通的操作工,心理压力也不比外科医生轻松多少。责任重收入高的道理在这里并不成立。

生产中每天都要出现各种大大小小的问题,一出就要停工解决,不然就产出废品。停工一天,就白白折旧20万美元,这还不算交货时间等的损失所以是真正的熊熊大火烧钱。所以这类的会议一般是站着开,会后马上跑进车间或者电脑中搜集各种信小时内发世父升修自回来再开会。在这种压力下,半夜1点找你来开会解决问题,然后3点再找你一次,就没啥不可理解了。FAB人的语速极快,小步急走,目不斜视,在奔忙于各种会议之间就能腿部抽筋。工程师因为要和很多部门打交道,办公室里站着谈话旁边走过5、6个人,你都想把他们叫住说事情。要说的话一旦被打乱,就再也想不起来。开会的时候喝浓咖啡提神,有人几乎就是一边对你说话一边打呼噜。在国内建设新厂的时候,什么时候看见一批鲜活的毕业生新员工变成这种样子.基本上团队管理和建设就算是走上正轨了。所以说美国要恢复晶圆制造业,要寻找这样高度纪律化的劳动力,也不是一件简单的事情。

芯片FAB某些集成电路) 难做的原因还有自己的一个特殊方面,这是很少提及的。就是缺乏保护壁垒。一般谈起一个机构好不好,单位的收入盈利,个人的福利待遇和工作的宽松程度,都会去看它是不是有什么特权保护,在免于竞争的情况下舒舒服服让人家送钱卡告行山人甘是市场极大的标准产品(比如存储),恰恰就缺乏这种保护。没有什么 (除了专利和技术秘密之外的)特权,高关税壁垒,也没有品牌溢价,大家拼的都是性价比,赢者通吃,世界上其他什么地方人家的东西比你便宜一点,你就彻底完蛋。从某种意义上,这种产品的FAB,就像是在平原决战的大军,双方都一无傍依,只有列堂堂之阵,树正正之旗,,一战定乾坤,胜者占据广袤富饶人口众多的亚原成王霸之业;负者无立锥之被追亡逐北,血流成河,片甲不留。

IC产业为了占领这个新世界,可以利用一切它想得到的工业技术。甚至是还没有成型的技术,也可以投资把它发展完善出来。IC产业的这种底气来自市场的消费者。从一开始的军工到后来的对新奇科技产品饥渴的富人,再到几乎每一个大众。你不会出血去看你没听说过的球星或者歌星的表演,但是你一定会掏腰包支持你不知道的IC产业然后它拿着利润去开发更让你欲罢不能的性能。这是市场和产业技术迭代的魔力。这就像殖民者依靠武器优势杀戮掠夺得来的财富进一步发展武器,然后更有效地掠夺,使其武器迅速发展迭代,让被掠夺者望尘莫及一样。从这个意义上说IC产业确实曾是人类工业文明的皇冠,或者说一个集大成者 (现在可能智能于机更符合这个身份很多新技术从论文和实验室变为产品,原因也很简单,想想自己一家过去一年换了几步手机就可以了)

在早期发展的时候,芯片这种东西性能神奇,门槛也低。最聪明的人都去做电子工程。80年代,一个加州的电子工程师,一年的工资就可以买一个别墅。最早的功率MOS100V左右,售价100多美元左右大致是普通人月工资的一半。现在国内这种东西可能1毛钱上下,销售的时候对单价讨价还价的目标都在分之后的厘这个位数上 (当然量很大)。在90年代,美国还有很多小设备公司,其至是父子相传但是后来,发展的结果是设备越来越昂贵,门槛越来越高、产业越来越集中。南加州以前有100多个FAB,后来关到只剩几个。北加的硅谷,更是一家都不剩,完全成为软件谷 (但是可能某些设备厂家的总部还在那里) 这种设备资本门槛在提高,催生了台积电的代工模式。从某种意义上,代工模式促进了设备和技术的更新换代,加强和延续了摩尔定律。如果没有代工模式,一旦IDM厂家数目减到一个程度,垄断倾向增加,竞争性降低,大厂们就会在巨大财务风险压力下,试图协同控制和延迟技术发展的日程。代工厂的相对饱满的设备利用率、利润新工艺技术、新设备,像巨大的鞭子,逼迫IDM跟上。但是它也推动IC代工以及整个IC制造业变成一个冷酷无情的吞噬血肉的机器。

FAB厂的重大决策往往是综一样,合性质的,涉及多个方面。比如一个代工厂,可以从技术上判断一个重要客户的新的芯片设计是靠谱的,与自己的产线设备工艺契合在一定的时间和成本范围内流片成功;但是这个芯片的商业前景如何?如果销售不好,还是不能形成有利润的规横订曾立山然公工付置远离市场的代工者,对芯片产品缺乏市场敏感性,一般也只能相信客户的地位和实力。比如在AMD出现之前的INTEL,在PC机CPU领域有绝对垄断地位,可以自行决定推出新产品的日程表,上一代产品钱赚够了,再从容推出下一代产品收钱,让有意进入的新玩家感到望尘莫及,望而却步即可。但是这种厂家一般也不需要选择代工,实际上代工本身就是要颠覆这种垄断局面。IDM自己也有这种技术风险只是它的位置离消费端近一些,把控也好一些。但是代工模式出现后,它又受到设计公司+代工者的合作威胁,它对市场的控制又被削弱。经营大量芯片下游产业的韩国三星,其芯片FAB可以说是最有市场保障的,而且领导层又重视芯片制造,又有钱,经常搞逆周期调控,雪中送炭。但是也没有少受挫折打击,三星FAB人也不是没有满世界找工作摁食。所以芯片FAB产业整体来说风险很高,有很强的赌博性

这也是FAB管理的一个特点和难处。所以才要请外来和尚,他山之石,因为内部人有利益勾连,知道其中难处,不愿配合。这些东西,从来都是FAB经营最艰难的决定,最深刻的变化。现在的芯片资本市场,往往就是一个设计公司技术团队写个PPT,再好些拿出个样品,和初步的销售就可以了。如果是做FAB,那是马拉松,需要更多的各个类型的管理人才。别的不说,生产的人力资源的管理,你设想的基本员工队伍如何配备,高级骨干年资平均5年生带领2年生?工资各是多少? 淘汰率多少,流失的人是去其他行业还是竞争对手那里?一个健康发展的芯片制造业,应该有很多这些方面的讨论。不光是对一个企业,还有高等以及技术教育界,也是如此。如果安区文成心利近业的集聚中心,也需要首先考虑人力资源的解决方案。欧美日的FAB很多并不集聚,甚至建立在穷乡僻壤。除了政策,土地成本,人员管理也是重要考虑。没有人希望附近FAB每个月多给50块钱,就把你的人挖走。如果FAB工资都不比外卖高,那就更不用提了。

如果说芯片厂的生产管理和其他制造业差别不大,设备人员就完全是另一回事。我觉得它集中体现了芯片制造业不同于其他制造业的特征(设备特别昂贵)。职业发展也有自己的特征。这里的设备人员,主要包括FAB自己的设备团队,也会涉及设备供应商 FAB自己的设备团队,主要是维护设备支持生产。和生产人员一样,这部分人员的支出,也属于直接劳动成本,他们也是按班次上班。也有班头。但是管理要复杂得多 FAB设备维护团队,主要是按照设备种类和常见问题,分为光刻、真空以后其他这么几个小组。其管理指标,主要是设备完好可用率。和生产不一样的是,设备不是很容易境让件列个人很名工作时旧长是跨班次的,有的设备问题很大,很难修,就算你不计件论英雄,大家也还是都躲着,留给下别人。还有人员水平差别太大。有的人解决不了啥问题,只能做定期维护程序。碰见故障,只能听别人指挥,叫你先查这个,再清洗那个试试看能不能解决。还有就是问题解决后,还需要走一些固定的程序才能验证,都交给菜鸟,大师傅赶紧去处理另外的瓶颈设备故障。设备和工艺是有很大交又重叠的,比如把一个设备整到符合工艺要求的水平,是设备技术师的工作,但是定义这个水平,往往是工程师的工作,有的时候甚至是后者的主要工作。以毫不夸张地说,有相当多的中小FAB,其利润空间完全就是靠牛逼的设备人员撑起来的。只有内行的领导知道他们的价值。这就是我一直的看法,Fab里能实现自己的技术价值的,最常见就是设备人员。

FAB是大进大出的行业,销售那边倒是比较透明。进这一块,大头就是设备支出。初始的采购成本当然是最多的,但是采购决定程序其实也算比较透明容易管理。但是数额也很巨大的设备维护就是另外一回事了,涉及很多部件耗材,第三方公司。技术含量高,责任重,利益诱惑大,又非常琐碎,必须放权。哪怕是毫无签字权的技术员,他维护机器的时候手一哆嗦,他的好哥们,部件供应商 (不管是原厂还是第二方) 这个季度的奖金就有了。

美国的IC制造业有两个中心,一个纽约北上州,靠近加拿大边界的地方,从纽约市出发向北,开车5个小时。因格罗方德的新FAB在这里,很多设备公司也围绕设点,因为要把自己的设备搬进去给人家做试用,如果成功留下还要继续驻厂维护。实实在在的穷乡僻壤,冬季漫长,寒冷积雪,只有农田、森林、松鼠、野鹿郊狼出没。连旅馆都稀缺。我看见全世界的工程师聚在这里。这是由于IC制造业的晶圆尺寸,投资规模越来越大,门槛越来越高、全球剩下的玩家寥寥无几。如果你是一个中年技术人员有一个本来当个教师或者会计工作,或者全职居家带娃的老婆,家人带着几个孩子,被迫跟着工作跑到这个地方,全家挤在一个旅馆房间里,那种心情何其恶你。

另一个老的FAB中心,在南部亚利桑那州的沙漠里,离凤凰城不远Intel有很多FAB在这里,当然也围绕着很多设备公司。有一次我去验收一个二手的翻新设备。早上在旅馆睡懒觉,十点钟才到人家单位荒漠里除了厂房,都是是光秃秃的景观。这个公司工厂旁边的诺大停车场,空空荡荡,四个角各一棵树,算是标出了停车场的大小形状。另外边上歪立着还有几棵。稀稀拉拉。

大裁员的时候,救护车,警车都在这里云集,裁员后一个月内,都有保安在CEO的车子边上站岗,怕人喷油漆扎轮胎之类的泄愤。裁掉本地招的员工倒也没啥。问题这个公司和很多芯片公司样,本来是从纽约州搬来的。骨千本来都是纽约人,文明之地,搬来这个鸟为了保存体内水分都不舍得拉屎的地方,成天讨论对孩子来说有的专业亚利桑那州立大学也不比纽约大学差这种自我安慰的话题,还要承受裁员之苦。高级生产经理把别人裁光了,自己变成搬运工脱下西装穿上工作服开着又车到处走,也挺神气,而且及时把名片也改成操作工。然后经济好的时候,名片又改回副总裁,原来的名片到底是赶紧一把扔掉,还是先留着,就看各人心理习惯了。

工艺人员的两个职业发展方向,一个是做纵向整合,了解产品的整个工艺链条,最后出去研发新的芯片产品,小芯片FAB的人容易走这条路,因为本来一个人就要负责几个工艺步骤。另一个就是横向做精,向设备公司销售发展。大FAB的人往往适合这条路。

这个产品不属于该设备大厂N的主流领域,市场上在役的机台不多另一个设备大厂A在该领域的市占率极高。实际上二者的设备非常相似。我当时查了一下,似乎是一家挖了另一家的团队。要说起来,其实N的机台设计更合理一些。这是我多次体会到的一个现象,就是一个产品的命运,很多时候并不完全依赖于技术水平本身。还有其他因素,公司的销售实力,定位,给予的支持,等等。

一般人们熟悉的模式,是自下而上,从现有设备大厂的安装维修开始,到翻新旧设备,再到尝试生产一些技术不那么先进前沿的设备。试图先满足部分市场需求获得一些资金回笼,同时也得到应用的反馈,进入良性迭代,不断改善产品。一开始就去找仅在设备大厂有很狭窄技术接触面的人,搞高大上的东西,未必是合乎逻辑和常识的做法。市场的现状是在不那么前沿的芯片领域,中国FAB全球饥渴采购淘汰的二手机台,听说海外哪个FAB关门了就去抢设备。状态未知,维护不易,因为自相抢购最后使得二手设备也变得价格不菲。更不要说新的机台。

机会方面,眼见地就是海外封锁会给出一些市场和投资的想象空间。但是这一点没有表面上看起来那么重要。最关键的还是,IC芯片设备的进步慢下来了,国际大厂的合并就是表现。

在芯片业,面对复杂的分工,快速的技术进步,不管你技术资历多深,都一样需要依赖别人的技术积累,甚至这是工程管理的核心和精髓。真正的牛人不是自觉有多牛而是能识别判断别人的深浅,于是就有了一些识别骗子吹牛者的试金石。其中一个问题就是: 你觉得当前FAB中统计工艺控制的角色和重要性如何? 这和问芯片仿真的重要性一样,很多就是面试陷阱。如果对方大谈非常重要云云,基本就不用问下一个问题了。 如果一个FAB新高管上岗高谈阔论,表示要投入财务和管理资源加强CPK之类,下面员工会马上向外海投简历 还有一种说法,认为6希格玛之类的总体上给公司带来的损失超过收益。 甚至还有段子说搞垮米国芯片制造业的,不是高工资,而是鬼扯CPK的新老板太多。台湾的芯片制造业能一枝独秀,就是因为情况正好相反。

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01-19 22:13

欧美现在很难纪律极高地去做制造业了。这么来看东南亚和印度的文化也是够呛,这就是为什么台湾韩国相对东亚文化的国家在所有亚洲国家中半导体做得最好

制造业重返欧美特斯拉和台积电都遇到了很多客观问题
芯片代工企业台积电表示,预计将推迟正在美国亚利桑那州建设的两家半导体工厂中的第二家的生产。这个耗资400亿美元的亚利桑那州项目在实现激进的时间表目标方面遇到了挑战。台积电曾于2022年12月表示,第二家工厂计划于2026年开始生产3纳米芯片。台积电目前考虑将量产时间延至2027年或2028年。台积电此前已宣布推迟首家亚利桑那州工厂的建设,称该工厂将于2025年投入量产,而非原计划的2024年。

01-20 00:31

mark

01-22 14:01

限售股转融通与证券法相悖!必须废止!AI产业的命门,岂能一直让对手方掌控着! 海光信息 这种民族企业,才是我们AI算力的真正依托!

01-20 12:05

y

01-20 08:12

fab

01-19 22:30

好文

01-19 22:15