Capacity Expansion Strategies in the Uncertain Industrial Environment

半導體產業的不確定性很高，製程技術更迭迅速，產能運籌是經營獲利的重要因素。產能運籌可以有激進或穩健兩種策略，企業採取的產能策略應隨著企業的生命週期以及產業環境更張。本文以半導體製造為案例，分析不確定性產業環境的產能規劃策略與原則。本文首先分析案例公司的產能成本、平均售價、直接費用、營業費用等歷史資料，討論永續經營原則，然後以實驗設計與統計方法，分析在各種需求與營利情境的最佳產能策略。本文提供一個研究產能規劃策略的方法，適用於需求不確定性高、產品價格競爭激烈、產能投資成本很高的產業。The semiconductor industry is faced with great uncertainties in process technologies and demand. Capacity planning is a vital corporate task that has direct impact on profitability. There are at least two strategies of capacity: aggressive and conservative. The suitability of each strategy should depend on the lift cycle stages of individual corporations and the industry as a whole. In this paper, the capacity trajectory of a semiconductor manufacturing company is analyzed to construe the strategy and principle of capacity planning in the uncertain environment. In the first part, historical data of capacity cost, average selling price, direct expenses, and operating expenses are analyzed. The requirement of perpetual operations is discussed as a principle of capacity planning. In the second part, capacity strategies in various scenarios are analyzed by using experimental design and statistical methods. This paper presents a method for designing capacity strategies in industrial environment that is characterized by uncertain demand, intense price competition, and high investment cost.中文摘要 I Abstract II 目錄 III 圖目錄 V 表目錄 VII 1. 緒論 1 1.1 問題描述與動機 1 1.2 研究目的 6 1.3 研究方法與範疇 7 1.4 論文組織與結構 7 2. 文獻回顧 9 2.1 幾何布朗運動需求模型 9 2.2 實質選擇權產能擴充決策模型 13 2.3 生產參數估計 17 3. 情境設計與投資決策 23 3.1 利潤情境 23 3.1.1 產能成本 23 3.1.2 平均售價 25 3.1.3 成本資料 28 3.1.4 營業費用 30 3.1.5 直接人工物料 33 3.2 營運趨勢分析 37 3.3 利潤情境設計 40 3.4 需求情境設計 42 3.5 直覺產能決策方法 45 4. 產能規劃原則 47 4.1 策略目標 48 4.2 選擇權產能規劃方式的績效分析 49 4.2.1 平均售價階段性成長環境 49 4.2.2 平均售價長期成長趨勢環境 51 4.3 直覺產能策略的績效分析 54 4.3.1 平均售價階段性成長環境 54 4.3.2 平均售價長期成長趨勢環境 56 4.4 產能決策差異分析 59 4.4.1 平均售價階段性成長環境 59 4.4.2 平均售價長期成長趨勢環境 61 5 結論 65 5.1 其產能規劃應在什麼樣的原則下轉換其所採用的策略？ 65 5.2 在需求不確定下，應採取什麼策略來達到永續經營的目標？ 65 參考文獻 6