一个普通员工眼里的晶圆厂工作

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半导体的火热，让大家对半导体产业的关注度空前提高，无论是晶圆厂、芯片设计公司、封测厂，都进入了大家所关注的范围。本文作者从工程师的角度，给大家讲述作者对中国大陆和台湾两家领头晶圆厂 SMIC 和 TSMC 工作的评价，希望能够给大家一些启发：

SMIC 工程师眼里的晶圆代工厂工作

最近有不少的弟兄谈到半导体行业，以及 SMIC 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。

阅读下文之前可以先参看后面的词汇表，便于理解本文内容。

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 SK 海力士这样，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。

FabLess 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 LessDesign 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 Fabless 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 LessDesign House 抛弃。

总体来讲， Fabless 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 DesignHouse 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 DesignHouse 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，日子过的好快活。

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。：）

下面分部门简单介绍一下 Fab 的工种。

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 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 0.35umLG/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。

偷个懒，把原来写的一部分搬过来。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 做常日的 Super 会

好一些。 不建议硕士以及以上学历的弟兄去 MFG 。

Module 的工程师主要分成两大类：制程（工艺）和设备。也就是所谓 PE 和 EE 。基本上无论哪个 Module 都会有这样的两类工程师。

设备工程师主要负责的是机台的状况，他们要保持机台始终处于比较良好的 Status ，从而提高机台的利用率。 TSMC 在最忙的时候曾经把机台的利用率 提到到了 110% 以上，这样就需要缩短机台设计的 PM 时间，缩短机台的 Monitor 时间，减小 Down 机的几率。这样设备工程师的压力就很大。设备工程 师的 On Call 通常就是来自于此。如果大家都是混得比较资深的 EE ，那由于晚上都有设备值班，小问题都能够被处理掉，而大问题也没法处理，可以第二天白天来做。但如果是一群没有足够经验的 EE ，那么每个人都只能专精几种机台，结果就是遇到不熟悉的机台出问题，就只好 Call 人了。

EE 在 Fab 中待的时间要比 PE 长，有很多 routine 的工作，比如 PM 。 EE 的问题相对简单，妈的，机台出问题了我就修呗，修不好我就 Call Vendor 呗。你制造部不爽那你自己来修。

EE 有很多机会接触有毒的气体、辐射和化学药品，也容易遭受侵害。 Fab 里很多耸人

听闻传说中的主人公都是 EE 。

记住一条 Fab 的铁律，任何不明身份的液体都可以默认为是 HF 溶液，千万不要去胡乱摸。此外特别的区域会有特别的注意事项，各自要注意。

EE 主要和 PE 以及厂务（ FAC ）的弟兄打交道。不太会直接面对 PIE 这种 Module 比较讨厌的人物，也和 TD 的弟兄没有什么大的过节。由于是机台的使用者， Vendor 会常常来和 EE 搞好关系，如果公司许可，可以有很多的饭局。酒量要锻炼。

EE 的工作很累，但并不很复杂，如果加入了一个不错的集体，也可以过的很快活。

硕士以及以上学历的弟兄一般不会有机会加入 EE 的行列，工科的本科 / 大专毕业生可以绰绰有余的胜任 EE 的工作。 EE 做久了如果没有什么兴趣可以想办法转去做 PE ，如果想赚钱，做 Vendor 也不错。

制程工程师，也就是工艺工程师，也就是 PE 。他们主要负责 Fab 中各类工艺参数和程式的设定。一个稳定的 Fab 必然需要大量资深的 PE 在。 PE 的工作状况 和 EE 不同，他们将面对多个部门的压力， MFG 和 PIE 是 “ 压迫 ”PE 最多的两伙人。而 Q 的弟兄也会让 PE 非常痛苦，时常窜出来搞乱的 TD 工程师常常会把 PE 搞得抓狂。然后在 PE 和 EE 之间存在大量的灰色地带，这个事情究竟谁做？双方吵架的机会也是大把大把。

PE 和 Vendor 打交道的机会也比较多，无论是机台的 Vendor 还是 Material 的 Vendor 。熟悉之后，跳槽出去做 Vendor 的 PE 也 不少。通常而言， EE 去做 Vendor 还是修机器，而 PE 常常会摇身一变成了 Sales 。许多出去买 Material 的 PE 现在富的流油（因为有提成），尤其以卖 CMP 研磨液的弟 兄为最好，卖靶材和光阻的就差了不少。

PE 也是需要在 Fab 里面常常待的，要 tuning 出好的程式也需要付出很大的代价。以 Diff 为例子，每个 run 都要以小时计算，无论是 uniformity 、 Defect 、 Quality 都需要被考量，而且最后还要得到 PIE 电性数据的 Support 。

Fab 里面出什么问题， MFG 无法界定的时候，第一个通知的就是值班 PE 。

每当一个新的制程在开发的时候，无论是 PIE 主导还是 TD 主导， PE 都累得像条狗一样，操劳过度，而且还要陪着笑脸向制造部的 Leader 借机台，一 不小心就付出请客喝水的代价。只有少数资深的 PE 敢于把 PIE 或者 TD 骂一顿然后罚他们自己去借机台的。许多 PRS 数据都需要切片， PE 就只好在 FA Lab 陪伴切片的小妹度过一个个不眠之夜 —— 尤其以 ETCH 的弟兄最为痛苦，当年的 liaoduan 他们就切片切的昏天黑地。最后怒了，就拿了把西瓜刀去 找 PIE 进行黑社会谈判，好不容易分了一部分活出去。 PE 要值夜班， EE 值班的时候，如果机台没问题就可以眯段时间，反正半夜也没有老板在。但是机台没有问题不代表 Wafer 没有问题，实际上 Fab 中 Wafer 出的问题千奇百怪，匪夷所思。所以 PE 的值班手机从来就不会闲下来，在 Fab 中最忙的值班电话通常是 CMP 、 YE 和 PHOTO 的值班手机。

什么叫做痛苦，当你作为一个 PE 在 Fab 里接到 YE 的报警电话的时候就会有一种生不如死的感觉。完了，今天的值班一定没好日子过了 ……

PE 同样面对 Fab 中的不良环境，所以要注意身体，在有了小弟小妹之后就尽量少进 Fab 。

回头再讲讲 PIE 。表面上看起来， PIE 要比 PE/EE 都快活，他们在 Fab 里工作的绝对时间要远少于 PE 和 EE 。对于 PE 来讲， PIE 简直就是最可恶的 人之一，成天忽发奇想，给出奇奇怪怪的各项指令，然后还不停的来骚扰自己，要这样做，要那样做，简直像一大堆苍蝇。而且自己还不能像对待 TD 一样直截了当 的 say no 。然后还要看我的 SPC ，帮着 Q 这些人来 Review 自己，简直讨厌透了。

所以，半夜货出了问题，不管大小， Call 人！把 PIE 这群鸟人 Call 起来上个厕所。 Module 的工程师只是负责一段的制程，而 PIE 需要对整个制程负责。很自然的，对于一个具体的制程来讲， PIE 不可能比 PE 更为专业。但是 PIE 的位置决定了他必须要 “ 以己之短，攻敌之长 ” ，和 PHOTO 讨论 Shot Dependance ，和 ETCH 讨论 Loading Effect ，和 CMP 讨论 Down Force ， …… 结果导致所有的人都认为：妈的， PIE 什么都不懂。有一些聪明的 PIE 就和 PHOTO 工程师讲 DIFF ，和 DIFF 工程师讲 ETCH ，和 ETCH 的讲 CMP ， …… 结果就是所有的人都对他肃然起敬。

其实， PIE 和 PE 有强烈的依存关系， PIE 面对的人更加多，也更加杂，一个好的 PIE 会保护和自己合作的 PE ，而一个差劲的 PIE 会在客户来发飚的 时候把 PE 推出去当替死鬼。

PIE 需要 PE 为自己的实验准备程式，调试机台，提供意见 …… 没有 PE 的 Support ， PIE 什么也不是。当年 SMIC 一厂 著名的 Marvin 、 Jing 和 Cathy 小姐开发 0.15um Utrla Low PowerSRAM 的时候，就是由于 IMP 的失误，导致近一年的开发 时间被浪费了。 Marvin 、 Jing 和 Cathy 每次提到这段血泪史无不扼腕叹息 —— 当年付出的努力：无数次的夜班，电性分析，切片 FA ， Split Run ， …… 通通付诸东流。

PIE 唯一还算的上专业的，就是 WAT 电性，一个好的 PIE 需要对电性的结果非常敏感。

各位所有想要做，或者正要做 PIE 的朋友，请记住一条 PIE 的铁律： “ 永远不要乱改东西。 ” 只要你记住了这一句话，你就没有白花时间看这段文字。

做 Lot Owner 是件痛苦的事情，因为这一批货色的成败死活都会和你挂钩，如果是很重要的货，那么晚上被 Call 几乎是一定的。有时候你还得半夜等货做实验。说 起做实验，就会涉及到 Run Card ，这是让制造部帮助你不按照正常流程来做实验的东东。开的 Run Card 越多，制造部就会越恨你。当年的 Jamin 以 2 年半超过 1000 张 Run Card 成为 MFG 第一 “ 公敌 ” 。其实像 PIE 每个人的 Run Card 数目都不少，数百张都是很正常的。

PIE 会直接面对客户。合理帮助你的客户，没准下一份轻松写意收入好的工作你可以在他们那里找到，而且还可以回来 Review Fab 。

做的无聊了， PIE 可以转 PDE/TD/CE 等职位，也可以跳槽去做 Foundry Manager ，转行做 Design 的也有，去 Vendor 那里的机会比较少。

关于 PDE

这是产品工程处的职位。主要的工作是帮助 Fab 找到 Yield Loss 的主要方面，帮助 Fab 提高 Yield 。写 Report 是 PDE 最常做的事情。 PDE 需要有 EFA 和 PFA 的基本功底，要有对电性等各类数据高度的敏感。好的 PDE 需要在 Integration 先锻炼过一段时间，熟悉 Flow 和 Fab 的环境。

Memory 的 PDE 相对好做，利用电性的方法，可以比较容易的定位到 Fail Point ，再做 FA 分析。难点在找到问题之后 PIE 的 Yield Improve ，但这个是以 PIE 为主去做的。

而 Logic 的 PDE 比较困难，如果遇到不讲理的 PIE ，压力就很大。 Logic 产品 Yield 上不去，原则上 PIE 只要一句： Product 给点方 向。就可以闪人了，痛苦的是 PDE 。好在绝大

多数 PIE 会负责到底，但这又带来一个问题。就是 PDE 会被 “ 架空 ” 或者干脆成为了 PIE 切片的小弟。

做 PDE 一定要积极，同时要和 PIE 保持良好的关系， PDE 和 PIE 只有紧密合作，才能把产品弄好。而且当 PDE 不得不面对 Module 工程师的时候，记得找个 PIE 帮你，在 Fab 里，他说话比 PDE 管用。

PDE 要面对客户，记住最重要的一点：在没有和 PIE 确认之前，不要对客户乱说话。

不然害惨 PIE 也害惨 PDE 自己。

如果将来不想做 PDE 了，可以转行做封装测试，转行做 Design ，或者 Foundry manager ，或者 foundry 内部的 CE ， PIE ， TD 等都可以。

一只秒表走天下的 IE

工业企划处的 IE 可以算是 Foundry 中的一个异类，做好了可以直取管理的精髓，做不好，就被无数的 PE/EE 甚至 MFG 看不起。

小时候一定都读过华罗庚老先生的《统筹管理》一文（初中课本有记载）， IE 做的工作就和这个有关系。

Fab 是一个异常复杂的流水线，一片 Wafer