芯片制造中Fab是什么意思？

分类: 理工学科 >>工程技术科学

问题描述:

各个芯片制造公司都有很多工厂。称为Fab，如TSMC的Fab7。

请问Fab是什么意思？

这种厂的功能是什么？是完成全套从Wafer到CHIP的流程还是，只是其中某一部分功能。

谢谢

解析:

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，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 *** ，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 *** ysis, 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。

半导体fab全称为Fabrication，是一个工业用词，一般是将一些金属薄板通过手工或模具冲压使其产生塑性变形，形成所希望的形状和尺寸，并可进一步通过焊接或少量的机械加工形成更复杂的零件。在工厂里也有车间的意思。

Fabrication件可以通过冲压，弯曲，拉伸等手段来加工，相对应的是铸造件，锻压件，机械加工零件等，比如说汽车的外面的铁壳就是钣金件，不锈钢做的一些厨具也是钣金件。

半导体分类：

半导体材料很多，按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。

锗和硅是最常用的元素半导体；化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物（砷化镓、磷化镓等）、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物（ 硫化镉、硫化锌等）、氧化物（锰、铬、铁、铜的氧化物）,以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体（镓铝砷、镓砷磷等）。

除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。

半导体的分类，按照其制造技术可以分为：集成电路器件，分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类，一般来说这些还会被分成小类。

此外还有以应用领域、设计方法等进行分类，虽然不常用，但还是按照IC、LSI、VLSI（超大LSI）及其规模进行分类的方法。此外，还有按照其所处理的信号，可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。

先简单介绍一下本人，曾在世界一流台企半导体公司任职PIE(制程整合工程师)，目前跳槽到design house（芯片设计公司） 做产品工程师。之后的文章会浅谈一下PIE的工作性质和职业规划。

观看这篇文章的大部分读者应该是近期打算入职半导体行业的朋友，这两年国内半导体行业发展对于半导体行业的工程师来说是一件好事，我身边的朋友都比较喜欢把半导体行业和当年的计算机行业相比，未来发展前景很大。半导体行业相比计算机行业有一个优势，那就是半导体相关的知识其实很难从学校里学习到（特别是制程方面），换而言之这个行业不会被新人挤掉，工程师工作经验越丰富，工作能力也就越强，是个可以长久吃下去的饭碗。

从半导体芯片生产的全过程来说，首先呢是会有一些公司生产晶圆，晶圆是半导体芯片生产的“地基”，有一种公司是将沙子制造成晶圆。有了晶圆之后，之后是将芯片的设计图盖到晶片上。这类公司国内目前岗位空缺很大，我之前也是在这种公司上班，这里可以和大家详细的讲解一下这类公司的职员推荐。

先说说fab里的生态，比较底层的工程师是设备工程师，这类工程师主要和设备打交道，主要的工作内容是对机台进行日常的维护，会有大量的时间在生产线上，半导体生产线需要很高的无尘条件，所以设备工程师常年穿着那种实验室的无尘服，之前听过一个朋友无尘服过敏！！此外在维护机台的时候会和一些化学试剂接触，有接触危险化学试剂的可能，不太推荐这种岗位，工作强度很大，机台故障可能随时被拉回公司维护，听说之前厂里有一个朋友喝完酒被拉回公司做维护，结果吐到机台里面了。未来的职业规划能可以往下游设备厂商那边去，工作会轻松一点，其次呢是往制程工程师转职。

制程工程师在fab厂里会根据制程的特性划分，比如蚀刻的晶片制程会有一个蚀刻制程部门，去制程工程师那边工作强度看部门的，也看厂，有些芯片的制作工艺对离子注入敏感度很高，那离子注入部门就很忙，不过正常来说蚀刻部门算是最倒霉的，因为蚀刻是一锤子买卖，很容易出问题。这类工程师比较好的职业规划有新制程导入岗位，其他fab的制程工程师，厂商等，基本是平级或者往下游跳槽。

一个fab里比较重要的两个部门是PIE 和 YED，分别是制程整合和良率提升。

对于比较先进的芯片制造工艺，PIE算是一个厂的心脏，话语权很大，对于新入行的朋友这个部门是比较推荐的（特别是先进制程公司），可以学习到很多东西，这里不细说，后面在写一篇文章介绍这个职位的工作内容。不过可以简单的说这个职位可以学习到一个fab厂的所有东西（皮毛的那种），工作能力强点的同事可以兼做YED PES的工作，所以后续的职业规划就很广泛，基本上半导体行业的岗位都可以跳槽，比如产品工程师（fab或者desing house的产品工程师都不错），SQE，contact window等等，年轻好学一点的也有机会去做设计工程师。YED 其实和PIE类似，看fab厂里生态，有些厂制程比较稳定，晶片的良率问题基本是来自defect，那种fab YED的话语权就比较大。PES算是做更多客户那边数据的分析，可以考虑往上游客户跳槽。

我个人认为fab厂的岗位性价比比较高的算是PIE YED，工作压力会稍微比设备和制程工程师轻松一些，不建议刚入职直接去PES，PES这个岗位我个人是觉得有一点PIE的经验再转过去比较好一些。

后面会再写一写fab厂里的工作状态，入职面试技巧之类的内容。

写作不易，欢迎点赞打赏～～～哈哈·～

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