集成电路成品率的定义是指完好的芯片数目与最初的芯片总数之比。用一个简单的例子就可以说明为什么成品率对一个半导体生产公司十分重要。
例如，一片300mm具有外延层的晶圆价格随市场的供需有所变动。晶圆送出去测试和封装之前，根据电路的要求，晶圆先经过数百道制造过程处理。每一道流程都会增加一些成本，通常每道流程在每片晶圆上大约增加1美元。现在假设一片具有外延层的晶圆成本为200美元，完成整个集成电路工艺需要500道流程，所以每片处理过后的晶圆总成本大约为200美元（晶圆成本）＋500美元（工艺成本）＝700美元。假如在500道流程中的晶圆成品率为100%（没有晶圆废片）。如果每个完好的晶片测试和封装费用为10美元，而且所有封装后的芯片都通过了最后的测试（100%封装成品率）。如果每片晶圆可制造出100颗芯片，每颗芯片售价35美元，那么每片晶圆必须制造出35颗完好的芯片或达到7%的晶粒成品率，才能让生产商达到损益平衡，这可以表达为：
700美元＋35（完好的晶粒数目）×10美元（测试/封装成本）＝1050美元＝35（完好的芯片数目）×30美元（售价）
如果晶粒成品率可以增加到50%，且晶圆成品率和封装成品率两者都保持在100%，每片晶圆的总成本将为700美元＋250×10美元（测试/封装成本）＝3200美元，而每片晶圆的芯片售价将为250×30美元＝7500美元。每片晶圆的利润就是（7500-3200）美元＝4300美元。所以，如果一个晶圆制造厂每个月处理10 000片晶圆且保持100%的晶圆成品率，50%的晶粒成品率，以及100%的封装成品率，就可以每月产生43 000 000美元的利润。
一个月43 000 000美元的确具有吸引力，但是一个300mm晶圆厂的成本要超过30亿美元，即使千余员工每周7天，每天24小时不停地工作，月产10 000片晶圆且平均成品率为50%可能都不足以产生足够的现金流量支付全部的开销！因此提升成品率和增加产量对集成电路厂商极其重要。
自问自答
问：对于IC制造厂，如果晶粒的成品率为90%，晶圆和封装成品率为100%，产量为每月20 000片，问每个月的总利润是多少？（这是本书最难的数学题目）
答：20 000×［500×90%×30.00美元（每片晶圆的收入）-（700美元＋500×90%×10.00美元）（每片晶圆的成本）］＝166 000 000.00美元/月。
可以看出，成品率和产量越多，利润也就越高。当然晶圆成品率和封装成品率一般达不到100%。
先进的集成电路芯片生产需要经过约500道工艺流程，为了达到合理的高整体成品率，每道工艺的成品率都必须尽量达到100%。
自问自答
问：如果每道IC工艺的晶粒成品率为99%，完成整个IC芯片需要500道工艺，问整个晶粒成品率是多少？
答：0.99 500 ＝0.0066＝0.66%
对于先进的集成电路生产，大多数工艺过程都必须非常接近完美才能保证高的整体成品率，提高成品率是一个永无止境的工作。通常在一个新工艺或新产品刚开始，或引进了一组新的工具时，整体成品率都不会很高。但随着生产的进行和降低成品率因素被发现并及时纠正后，成品率就会不断提升并达到稳定。新产品、新工艺或工具每隔几个月甚至几周就会被引进，因此提升成品率就成了半导体生产车间一个永远的过程。图2.2显示了一种IC生产的一个典型成品率曲线。
图2.2 IC生产的一个典型成品率曲线