Далее

,

,

следовательно,

.

Коэффициент запаса для ламп накаливания в производственных помещениях имеет значение .

Освещенность в рабочей точке, согласно (4.1):

.

Минимальная допускаемая освещенность для данного вида работ . Для получения необходимой освещенности расчетный световой поток лампы определяется по формуле

(4.2)

.

В соответствии с полученным F подбирается подходящий светильник Б 215-225-100. Светильник этого типа обеспечивает световой поток 1350 лм. Каждое рабочее место необходимо оборудовать светильником этого типа.

Выводы

В данной главе было рассмотрено обеспечение производственной и экологической безопасности на участке химической обработки пластин кремния, а так же произведен инженерный расчет местного освещения.

В разделе производственной безопасности была проведена оценка всех опасных и вредных факторов, определяющих условия труда инженера-технолога и разработаны защитные мероприятия по устранению этих факторов на рабочий персонал. Анализ производственных помещений показал, что они по своим параметрам соответствуют стандартам ГОСТа и СНиПа.

В части экологической безопасности было рассмотрено влияние вредных выбросов электронной промышленности на организм человека и выявлены способы слива отходов в окружающую среду после их обработки.

Глава 5. Организационно - экономический раздел

Экономическое обоснование целесообразности ввода нового оборудования для операции ионного легирования на производственной линии 150 мм

Дипломник: Смирнов И.Б.

Группа: ЭКТ-54

Консультант: Сазонова Г.А.

Введение

При разработке и внедрении новых изделий, технологических процессов, оборудования, а также при осуществлении других мероприятий важную роль играют расчеты, целью которых является обоснование эффективности капитальных вложений и внедрения новой техники, а так же выбор на этой основе оптимального варианта не только технически возможного, но и экономически целесообразного.

Актуальность данной главы дипломного проекта заключается в непосредственном увеличении выхода годных пластин на новой линии производства, и соответственно повышении прибыли предприятия.

Целью данной главы дипломного проекта является проведение технико-экономического обоснования внедрения оборудования для операции ионного легирования пластин кремния большого диаметра (150 мм), используемых при изготовлении ИС.

Для решения поставленной цели нужно будет выполнить ряд задач:

1. Рассчитать себестоимость обработки одной кремниевой пластины на старом и новом оборудовании.

2. Рассчитать показатели экономической эффективности, срок окупаемости техники.

3. Сделать вывод о экономической целесообразности ввода нового оборудования на производственной линии 150 мм.

За базовый и внедряемый варианты в экономическом расчете эффективности рассматриваются два типа оборудования:

Базовый - установка ионного легирования Eaton NV10-90, находится на линии производства 100 мм.

Внедряемый - установка ионного легирования Axcelis NV-6200 AV находится на линии производства 150 мм.

5.1 Аналитический обзор

Себестоимость продукции - это совокупность всех затрат предприятия, которые связаны с изготовлением и реализацией этой продукции. Себестоимость представляет собой фактические затраты приложенного труда и привнесенную часть стоимости средств производства, выраженные в денежной форме. Кроме того, в себестоимость входят и затраты живого труда, выраженные в виде заработной платы производственного персонала.

При более глубоком анализе можно сказать, что себестоимость изделия во многом определяет заложенные на стадии проектирования конструктивно - технологические решения и их эффективность.

Достигнутая производительность труда и рациональность использования материальных ресурсов тоже проявляются в себестоимости, поскольку они также оказывают на нее значительное влияние.

Оценка себестоимости, связанная с производством определенного изделия и проводимая на стадии его разработки в значительной степени осложняется ограниченностью информации. Поэтому расчет себестоимости на стадии разработки изделия проводят, пользуясь специальными методами расчета. Такие методы называются прогнозными методами расчета себестоимости.

Существует множество прогнозных методов расчета себестоимости. Перечислим лишь некоторые из них:

· метод бальных оценок;

· метод регрессивного анализа;

· метод нормативной калькуляции;

Дадим краткое описание каждому из перечисленных методов.

Метод бальных оценок.

Метод бальных оценок базируется на установлении интегральной оценки технико-эксплуатационного уровня изделия и использовании системы бальных оценок, которые суммируются по основным параметрам изделия.

Собственно себестоимость нового изделия определяется его интегральной оценкой в баллах и себестоимостью одного балла.

Для этого метода наличие аналога является необходимым условием.

Метод регрессивного анализа.

Применение этого метода для предварительной оценки себестоимости нового изделия позволяет выравнивать фактические значения себестоимости для ряда типопараметров изделия. За критерий достоверности оценки берется минимизация отклонения фактических показателей от расчетных. Метод позволяет получить некую эмпирическую зависимость, формулу, позволяющую оценить, как происходит изменение себестоимости изделия при изменении его параметров. Метод построен на использовании заранее известных зависимостей себестоимости от изменения параметров изделий в статистической совокупности.

Метод нормативной калькуляции.

Суть этого метода состоит в следующем. Определяется полная себестоимость данного изделия по укрупненным статьям затрат на базе расчетных нормативов.

Этот метод, как правило, применяется на стадии разработки конструкции изделия или ввода нового оборудования в производство. Для того, чтобы воспользоваться этим методом, необходимо обладать всей нормативной информацией, так как метод предполагает прямой расчет затрат на материалы, основную заработную плату производственных рабочих, покупные комплектующие изделия.

5.2 Практическая часть

5.2.1. Расчет себестоимости обработки пластин кремния на производственных линиях 100 мм и 150 мм.

Параметры	Производственная линия
	100 мм	150 мм
Балансовая стоимость оборудования, Цоб, руб	1500000	2200000
Коэффициент выхода годных, Квг, % (на ионном легировании)	95	95
Оклад оператора, Lo, руб/мес.	6600	6600
Норматив отчислений на дополнительную з/п, , %	10	10
Норматив отчислений на соц. нужды ,%	30	30
Эффективный годовой фонд рабочего времени оборудования, Fэ,час/год	4032	4032
Цена основного материала (пластинки кремния), Sом, руб/1шт	300	660
Кол-во продукции выпускаемой в год, N, тыс. шт/год	25	140
Цена вспомогательного материала,Sвм Полиуретан. полировальник, Nпп, руб/м2 Кремнезоль, Nк, руб/1кг Фторированная рабочая жидкость “KRYTOX”, Nрж, руб/1шт	370 320 50	370 320 50
Норма расхода полиуретанов. полировальника, qпп, м2/1000шт	9	9
Норма расхода кремнезоли qк, кг/1000шт	4	4
Норма расхода рабочей жидкости “KRYTOX” qрж, 1шт/1000шт	12	12
Величина общецеховых расходов, Sоцр, % относит. з/п	120	120
Машинное время обработки единицы изделия, час/1загрузка, tм	0,1167	0,083
Норма амортизационных отчислений, а, % в год	10	10
Потребляемая мощность Му, кВт/час	40	40
Потребление сжатого воздуха, л/час	100	100
Потребление деионизированной воды, л/час	20	20
Стоимость 1 кВт/час электроэнергии,Цэ,руб.час	4	4
Стоимость 1 м3 воздуха сжатого, руб	300	300
Стоимость 1 м3 деионизированной воды, руб	475	475
Коэффициент загрузки электроприводов	0,65	0.65
Коэфф-т загрузки оборудования, Кзагр,%	75	75

Применительно к мероприятиям по новой технике текущие затраты представляют собой, по существу, себестоимость изделия. В нашем случае себестоимость обработки 1 пластины на этапе И.Л. будем рассчитывать по методу нормативной калькуляции. При использовании данного метода расчет себестоимости изготовления пластины производится по формуле:

S_цех=S_ом+S_вм+S_об+S_тп+L_с+L_о+L_доп+S_оцр

1) S_ом - затраты на основные материалы. Основным материалом является пластинка кремния.

В таблице указана стоимость 1 шт такой пластинки.

Тогда, затраты на основные материалы составят:

2) S_вм - затраты на вспомогательные материалы.

где

N_i - стоимость,

q_i - норма расхода вспомогательных материалов.

3) S_об - затраты, связанные с содержанием и обслуживанием оборудования.

S_об=S_обчасt_м ,где

S_обчас - стоимость машино-часа работы оборудования (руб/час)

t_м - машинное время обработки единицы изделия

Расчет S_обчас:

S_обчас=A_R+S_ЭЧ+S_PR+S_AN, где

а - норма амортизационных отчислений в год (а=10%);

F_э - эффективный годовой фонд рабочего времени оборудования (час/год)

S_эч - часовые затраты на электроэнергию

S_эч=М_уЦ_эk_э(руб/час), где

М_у - установлен. мощность электроприводов (кВт/час),

Ц_э - стоимость 1 кВт/час электроэнергии,

k_э - коэфф. загрузки электроприводов.

S_pr - затраты на ремонт и обслуживание оборудования. Величину S_pr можно взять, исходя из данных по ремонту и обслуживанию станков за год. В прошлом году эта цифра составила 90 тыс.руб.

S_AN - затраты на обеспечение установки водой и сжатым воздухом.

Таким образом,

Себестоимость машино-часа работы составит:

Тогда затраты, связанные с содержанием и обслуживанием оборудования (S_об):

4) S_тп - величина технологических потерь.

Для определения этой величины найдем

Тогда величина S_тп рассчитывается по формуле:

S_тп=(К_зап-1)(S_OM+S_BM+S_ОБ+L)

L_O - основная з/п оператора составляет 6600руб/мес.

L_ДОП = L_O=66000.1=660р/месс

Где - норматив отчислений на доп. з/п

L_С - отчисления на соц. нужды.

L_С=(L_O+L_ДОП)=(6600+660)0.3=2178(руб/мес)

Где - норматив отчислений на соц. нужды.

Заработная плата операторов не сдельная и эти величины (L_C,L_O,L_ДОП) будут одинаковы для обоих вариантов.

Посчитаем величину L=L_C+L_O+L_ДОП в расчете на 1000 пластин:

Получаем величину S_тп:



S_ОЦР - величина общецеховых расходов - условно постоянная величина, составляет 120% от основной зарплаты оператора.

Тогда цеховая себестоимость:

Результаты расчетов сведем в таблицу:

Параметр	Производственная линия 100 мм	Производственная линия 150 мм
Затраты на материал (основные) руб/1пласт.	300	660
Затраты на вспом. материалы руб/1пласт	5.21	5.21
Затраты на содер. Оборудования руб/1пласт.	27.43	21.72
Затраты на технол. потери руб/1пласт.	15.35	33.33
Затраты на з/п руб/1пласт.	1.58	1.12
Накладные общецех. расходы руб/1пласт.	0.79	0.79
Себестоимость обработки пластины руб/1 пласт.	350.36	722.18

5.2.2 Расчет показателей экономической эффективности

Основными показателями экономической эффективности являются:

Условно-годовая экономия Э_уг.

Годовой экономический эффект Э_г.

Расчетный коэффициент сравнительной экономической эффективности Е_р.

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений Т_ок.р.

Расчет условно-годовой экономии проводим по формуле:

где N_СИ - срок полезного использования оборудования.

N_Г - годовая программа выпуска изделий.

Годовой экономический эффект подсчитывается по формуле:

Э_Г=Э_УГ-Е_НК_ДОП, где

Е_Н - нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений Е_Н=0,08(год^-1) - это ставка рефинансирования, установленная ЦБ на 2012г.

К_ДОП - дополнительные капитальные затраты, рассчитываются по формуле:

К_ДОП=(К-К_ДЛ), где

К - капитальные вложения в новое оборудование и рассчитывается по формуле:

К=Ц_ОБ+К_ТР+К_М +К_ПП, где

Ц_ОБ - балансовая стоимость оборудования (2200000 руб),

К_ТР - транспортные перевозки, т.е. затраты, связанные с ними, в данном случае К_ТР =0

К_М - затраты на модернизацию оборудования (20000 руб)

К_ПП - затраты на НИОКР (30000 руб)

Таким образом

К=2200000+20000+30000=2250000 руб.

К_ДЛ - затраты, связанные с демонтажем и ликвидацией оборудования

К_ДОП=(2250000-750000)=1500000 руб.

Получаем:

Э_Г=388000-1500000*0.08=268000 руб.

Расчет коэффициента сравнительной экономической эффективности проводится по формуле:

Расчетный срок окупаемости дополнительных капитальных вложений за счет снижения текущих расходов равен

Выводы

В данном разделе был проведен анализ экономической целесообразности ввода нового оборудования (Axcelis NV-6200 AV) для операции ионного легирования на производственной линии 150 мм ОАО “Ангстрем”.

Были успешно выполнены задачи, поставленные в начале этой главы:

1. По методу нормативной калькуляции были подсчитаны текущие затраты на обработку изделия на старом и новом оборудовании, проведен их сравнительный анализ.

2. Были рассчитаны экономические показатели, свидетельствующие об эффективности нового производства.

Себестоимость обработки одной пластины на новом оборудовании оказалась выше, чем на старом: 350.36 руб/1 пласт. на линейке 100 мм против 722.18 руб/1 пласт. на линейке 150 мм. Однако из-за большего диаметра пластин число годных выпускаемых кристаллов возросло (140000 шт/год), и за счет этого был достигнут положительный экономический эффект.

На основании проведенных расчетов можно сделать вывод о том, что новое оборудование экономически выгодно и срок его окупаемости в 3.85 года приемлем.

Заключение

В данном дипломном проекте была разработана процедура адаптации технологии изготовления микросхемы КP1446ХК1 в процессе перехода с производственной линии 100 мм на линию 150 мм.

Показаны основные характеристики схемы КР1446ХК1, её технологические и эскизные маршруты, тестовые структуры.

Рассматриваемое изделие на линейке 150 мм с кодом 3952 имело две экспериментальных партии. В первой партии были обнаружены отклонения и для их устранения мы использовали средства приборно-технического моделирования TCAD - промоделировали конструктивно-технологические блоки на компьютере, достигли нужных параметров, и лишь потом запустили вторую партию пластин, с откорректированными дозами, в производство. Выборочный контроль партии 3952-02 показал отсутствие брака на пластинах.

Был проведен анализ ПЭБ, доказано, что производственные помещения соответствуют нормам ГОСТа и СНиПа и выполняются все условия для безопасности труда работников.

В экономической части дипломного проекта проведен анализ себестоимости нового оборудования для операции ионного легирования на линейке 150 мм и на его основании подсчитаны показатели экономической эффективности, свидетельствующие о том, что оно экономически выгодно.

Подводя итог, можно сказать что цели, поставленные в начале проекта, были успешно выполнены, а сама тема дипломного проекта актуальна и значима.

Список используемой литературы

1) Материалы докторской диссертации Крупкиной Т.Ю. на тему «Разработка научных основ создания и совершенствования базовых элементов микроэлектроники и микросистемной техники методами приборно-технологического моделирования», Москва, 2006г.

2) ОАО «Ангстрем». «Интегральные схемы», 2010г.

3) Могэб К., Фрейзер Д., Маркус Р. «Технология СБИС» под редакцией С. Зи. -- М.: Мир, 1986г.

4) Моделирование полупроводниковых приборов и технологических процессов. Под ред. Д. Миллера. М. Радио и связь, 1989г.

5) Красюков А.Ю. Методические указания для самостоятельной работы студентов по курсу «Современные методы моделирования» - М.: МИЭТ, 2011г.

6) В.И. Каракеян, И.М. Никулина «Безопасность жизнедеятельности» учебное пособие - М.: МИЭТ, 2007г.

7) И.М. Никулина «Методические указания по выполнению домашних заданий по курсу «Безопасность жизнедеятельности»» - М.: МИЭТ, 2008г.

8) Проскуряков А.В., Моисеева Н.К., Анискин Ю.П. Экономика, организация разработок, освоения и производства изделий микроэлектроники. Микроэлектроника, вып. 9 - М.: Высшая школа, 1988г.

9) Проскуряков А.В. Сетевое планирование и управление. Методические указания - М.: МИЭТ, 1991г.

Приложение

Тексты файлов для моделирования технологических операций в отдельных конструктивно-технологических блоках.

1) drain_452

Title('452n_drain')

repl(cont(ngra=1000))

Grid(X(-2.0, 2.0), Y(-2, 0), Nx=8)

repl(cont(NGRA=5,maxtrl=8,Maxv=20000,RefineGradient=-6,RefineMaximum=-6,RefineJunction=-6,RefineBoundary=-6,Newdiff=1,Sidiff=1))

diff:(moddiff=pairdiffusion,o2diff:=diffusion,segregation=on)

Substrate(Element=B, Ysubs=0, Orientation=100, Rho=12)

Deposit(Material=ox, Thickness=25nm)

Deposit(Material=PO, Thickness=0.5um)

mask(xleft=-2.0 xright=0.0)

etch(mat=po,stop=oxgas,rate(aniso=100nm))

etch(material=la)

Implantation(Element=P, Dose=7e12, Energy=40, Tilt=7degree, Rotation=0degree)

Implantation(Element=As, Dose=6.25e15, Energy=60, Tilt=7degree, Rotation=0degree)

Diffusion(Time=30, Temperature=850, Atmosphere=O2 Pressure=1)

Deposit(Material=ox, Thickness=700nm)

Diffusion(Time=10, Temperature=1000, Atmosphere=n2 Pressure=1)

1d(rs=on xsect=0)

1d(rs=on xsect=1)

save( file='Dr_4522D', type=MDRAW)

end

2) drain_3952

Title('3952n_drain')

repl(cont(ngra=1000))

Grid(X(-2.0, 2.0), Y(-2, 0), Nx=8)

repl(cont(NGRA=5,maxtrl=8,Maxv=20000,RefineGradient=-6,RefineMaximum=-6,RefineJunction=-6,RefineBoundary=-6,Newdiff=1,Sidiff=1))

diff:(moddiff=pairdiffusion,o2diff:=diffusion,segregation=on)

Substrate(Element=B, Ysubs=0, Orientation=100, Rho=12)

Deposit(Material=ox, Thickness=25nm)

Deposit(Material=PO, Thickness=0.5um)

mask(xleft=-2.0 xright=0.0)

etch(mat=po,stop=oxgas,rate(aniso=100nm))

etch(material=la)

Implantation(Element=P, Dose=9.8e13, Energy=40, Tilt=7degree, Rotation=0degree)

Implantation(Element=As, Dose=4.38e15, Energy=60, Tilt=7degree, Rotation=0degree)

Diffusion(Time=15, Temperature=850, Atmosphere=O2 Pressure=1)

Deposit(Material=ox, Thickness=700nm)

Diffusion(Temperature=850, Atmosphere=n2, Pressure=1, time=30min)

Diffusion(Temperature=850, Atmosphere=Mixture Flow(H2=13.3 O2=8.3), Pressure=1, time=20min)

Diffusion(Temperature=925, Atmosphere=Mixture Flow(n2=13.3 O2=.7), Pressure=1, time=60min)

1d(rs=on xsect=0)

1d(rs=on xsect=1)

save( file='drain_39522D', type=MDRAW)

end

3) Rs_3952

Title('Rs_3952')

repl(cont(ngra=1000))

Grid(X(-2.0, 2.0), Y(-2, 0), Nx=8)

repl(cont(NGRA=5,maxtrl=8,Maxv=20000,RefineGradient=-6,RefineMaximum=-6,RefineJunction=-6,RefineBoundary=-6,Newdiff=1,Sidiff=1))

diff:(moddiff=pairdiffusion,o2diff:=diffusion,segregation=on)

Substrate(Element=B, Ysubs=0, Orientation=100, Rho=12)

Deposit(Material=ox, Thickness=25nm)

Implantation(Element=P, Dose=9.8e13, Energy=40, Tilt=7degree, Rotation=0degree)

Implantation(Element=As, Dose=4.38e15, Energy=60, Tilt=7degree, Rotation=0degree)

Diffusion(Time=15, Temperature=850, Atmosphere=O2 Pressure=1)

Deposit(Material=ox, Thickness=700nm)

Diffusion(Temperature=850, Atmosphere=n2, Pressure=1, time=30min)

Diffusion(Temperature=850, Atmosphere=Mixture Flow(H2=13.3 O2=8.3), Pressure=1, time=20min)

Diffusion(Temperature=925, Atmosphere=Mixture Flow(n2=13.3 O2=.7), Pressure=1, time=60min)

etch (mat=ox)

save( file='Rs39522D', type=MDRAW)

1d(rs=on xsect=0)

end

4) Rs_N+/Rs_P+

Title('452n_drain/452p_drain')

repl(cont(ngra=1000))

Grid(X(-1.0, 1.0), Y(-2, 0), Nx=8)

repl(cont(NGRA=5,maxtrl=8,Maxv=20000,RefineGradient=-6,RefineMaximum=-6,RefineJunction=-6,RefineBoundary=-6,Newdiff=1,Sidiff=1))

diff:(moddiff=pairdiffusion,o2diff:=diffusion,segregation=on)

Substrate(Element=p, Ysubs=0, Orientation=100, conc=1.5e16)

Deposit(Material=ox, Thickness=25nm)

!Implantation(Element=b, Dose=1.25e15, Energy=20, Tilt=7degree, Rotation=0degree)

Implantation(Element=As, Dose=6.25e15, Energy=60, Tilt=7degree, Rotation=0degree)

Diffusion(Time=30, Temperature=850, Atmosphere=O2 Pressure=1)

Deposit(Material=ox, Thickness=700nm)

Diffusion(Time=10, Temperature=1000, Atmosphere=n2 Pressure=1)

1d(rs=on xsect=0)

save( file='Rs_N+2D', type=MDRAW)

end

Размещено на Allbest.ru