Kann die neue Fertigungskapazität Legacy-Komponenten unterstützen?

In der sich schnell entwickelnden Landschaft der Halbleiterfertigung steht oft der Drang nach kleineren, schnelleren und energieeffizienteren Komponenten im Rampenlicht. Eine ebenso kritische Herausforderung, die elektronische Designer und Ingenieure erheblich beeinflusst, ist jedoch die Unterstützung von Legacy-Teilen in neuen Halbleiterfabriken. Diese Legacy-Komponenten haben die Zeit überdauert und spielen weiterhin eine zentrale Rolle in vielen Anwendungen, indem sie eine Mischung aus Zuverlässigkeit und Leistung bieten, die nicht immer durch die neuesten Fortschritte erreicht werden kann.

Die Frage, ob neue Fabriken in der Lage sein werden, die Produktion von Legacy-Teilen zu unterstützen, ist mehr als eine Frage der technologischen Fähigkeit. Es ist ein Rätsel, das Überlegungen zur wirtschaftlichen Machbarkeit, technischen Durchführbarkeit und strategischen Bedeutung verwebt. Werden neue Fabriken mit modernsten Technologien und erhöhten Kapazitäten genutzt, um die kontinuierliche Verfügbarkeit von Legacy-Teilen zu gewährleisten?

Die Rolle und der Wert von Legacy-Teilen

Viele Legacy-Teile haben ihre erwartete Lebensdauer überschritten und bleiben für verschiedene Anwendungen unverzichtbar. Diese Teile reichen von einfachen Steckverbindern und diskreten Komponenten bis hin zu komplexeren integrierten Schaltkreisen und Mikrocontrollern. Trotz des rasanten technologischen Fortschritts bleiben Legacy-Teile in Sektoren wie Automobilindustrie, industrielle Automatisierung und Verteidigung aufgrund ihrer bewährten Zuverlässigkeit, Kompatibilität mit bestehenden Systemen und in einigen Fällen einzigartigen Funktionalitäten, die in neueren Komponenten nicht repliziert wurden, stark nachgefragt. Die Nachfrage in diesen Sektoren wird weiterhin Bemühungen zur Aufrechterhaltung der Produktion von Legacy-Teilen antreiben.

Trotz ihrer Bedeutung stehen die Produktion und Unterstützung von Legacy-Teilen vor mehreren Herausforderungen. Das Hauptproblem ist die Veralterung von Fertigungsprozessen und -ausrüstungen, was die fortgesetzte Produktion dieser Teile technisch herausfordernd und wirtschaftlich nicht rentabel machen kann. Zusätzlich kann die Beschaffung von Rohmaterialien für ältere Komponenten zunehmend schwierig werden, da Lieferanten ihren Fokus auf profitablere, moderne Produkte verlagern.

Ein Boom im Bau von Fabriken ist im Gange

Mehr als aktive Halbleiterprojekte im Wert von 300 Milliarden Dollar befinden sich in verschiedenen Entwicklungsstadien, wobei 42 neue Fabs erwartet werden, die 2024 in Betrieb gehen sollen. Die US-Regierung fördert diese Entwicklung mit dem CHIPS-Gesetz in Höhe von 280 Milliarden Dollar, das 52,7 Milliarden Dollar speziell für die Halbleiterfertigung, Forschung und Entwicklung sowie die Entwicklung der Arbeitskräfte vorsieht. Darüber hinaus hat China etwa 73 Milliarden Dollar für Halbleitersubventionen bereitgestellt.

Das Aufkommen neuer Fertigungskapazitäten in der Halbleiterindustrie stellt eine bedeutende Veränderung dar und bringt sowohl Chancen als auch Einschränkungen mit sich, wenn es um ältere Bauteile geht. Diese hochmodernen Anlagen versprechen gesteigerte Produktionseffizienzen, kleinere Feature-Größen und reduzierten Energieverbrauch.

Während neue Fertigungskapazitäten aufregende Möglichkeiten für die Halbleiterindustrie bieten, ist ihre Fähigkeit, die Produktion von Legacy-Bauteilen zu unterstützen, nuanciert. Es geht darum, die Vorteile fortschrittlicher Fertigungskapazitäten gegen die Herausforderungen der technischen Kompatibilität, wirtschaftlichen Tragfähigkeit und strategischen Ressourcenzuweisung abzuwägen. Die erfolgreiche Integration von Legacy-Bauteilen in neue Fertigungslinien erfordert sorgfältige Planung, innovative Lösungen und neue Geschäftsmodelle, um es zu einem machbaren und nachhaltigen Unterfangen zu machen.

Integration von Legacy-Bauteilen in neue Fabs

Während die Halbleiterindustrie weiterhin evolviert, gestaltet sich die Zukunft der Unterstützung von Legacy-Bauteilen als ein komplexer, aber wesentlicher Aspekt des Sektors. Diese Zukunft wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, einschließlich technologischer Fortschritte, Marktanforderungen und strategischer Branchenverschiebungen. Einige der Innovationen und Strategien, die eingesetzt werden, um die Versorgung mit Legacy-Chips zu gewährleisten, umfassen:

Fortgeschrittene Retrofitting-Techniken für Fabs: Ein aufkommender Ansatz ist die Entwicklung von fortgeschrittenen Retrofitting-Techniken, die es ermöglichen, Legacy-Bauteile mit modernen Fab-Technologien herzustellen. Dies beinhaltet die Anpassung älterer Komponentendesigns, um sie mit neuen Fertigungsprozessen kompatibel zu machen, und bietet potenziell eine Balance zwischen dem Alten und dem Neuen.

Spezialisierte Fab-Einheiten für die Legacy-Produktion: Einige Akteure der Branche erwägen die Einrichtung von spezialisierten Fab-Einheiten, die sich der Produktion von Legacy-Bauteilen widmen. Diese Einheiten werden neben modernen Fabs betrieben, konzentrieren sich jedoch ausschließlich auf die Produktion von Legacy-Komponenten und gewährleisten deren kontinuierliche Versorgung, ohne die Produktion fortschrittlicherer Halbleiter zu beeinträchtigen.

Kollaborative Ökosysteme: Die Einrichtung von kollaborativen Ökosystemen, die Chip-Hersteller, Ausrüstungslieferanten und Endnutzer einbeziehen, ist entscheidend. Solche Kooperationen können Innovationen in der Produktion von Legacy-Bauteilen fördern und sicherstellen, dass die Bedürfnisse verschiedener Industrien, die auf diese Komponenten angewiesen sind, effektiv erfüllt werden.

Fallstudien: Erfolge und Herausforderungen

Bei der Untersuchung der Integration der Produktion von Legacy-Bauteilen in neue Fabs bieten einige Beispiele Einblicke in die Erfolge und Herausforderungen, die bei diesem Unterfangen zu bewältigen sind.

Texas Instruments (TI) Analogproduktion in neuen 300-mm-Wafer-Fabs: TI hat Fortschritte bei der Ausgewogenheit zwischen neuer und Legacy-Bauteilproduktion gemacht. Sie bauen neue 300-mm-Wafer-Fabs, speziell um ihre Bedürfnisse in der Analogproduktion bei weniger fortschrittlichen Knoten zu bedienen. „Dieses neue Fab ist Teil unserer langfristigen, 300-mm-Fertigungsstraßenkarte, um den Kapazitätsbedarf unserer Kunden für die kommenden Jahrzehnte zu decken," sagte Haviv Ilan, Präsident und CEO bei TI. Dieser strategische Ansatz zeigt die Machbarkeit, neue Fab-Kapazitäten für die Produktion von Legacy-Bauteilen zu nutzen​​.

Samsungs Erweiterung mit Legacy-Knoten: Samsung Foundry hat seine Kapazität erweitert, um Legacy-Knoten einzuschließen, was eine Anerkennung der anhaltenden Nachfrage nach solchen Komponenten zeigt. Dieser Schritt ist Teil einer breiteren Strategie, die Produktivität zu steigern und im Halbleitermarkt wettbewerbsfähig zu bleiben, und zeigt eine erfolgreiche Integration von Legacy- und modernen Produktionskapazitäten​​.

Aktuelle Engpässe bei Legacy-Chips in der Automobilindustrie: Die US-amerikanische Automobilindustrie sah sich aufgrund von Engpässen bei Legacy-Chips während der Covid-19-Pandemie erheblichen Herausforderungen gegenüber. Trotz hoher Produktionskapazitäten konnte das inländische Angebot die Nachfrage nach Legacy-Chips, insbesondere solchen am 40nm-Knoten oder größer, nicht decken. Diese Knappheit hatte schwerwiegende Auswirkungen auf die US-Autoherstellung, reduzierte die Fahrzeugproduktionspläne erheblich und trug zur Inflation bei​​.

Während Unternehmen wie Texas Instruments und Samsung erfolgreiche Strategien demonstriert haben, steht die breitere Industrie immer noch vor Herausforderungen, alle Probleme und Auswirkungen der Unterstützung der Produktion von Legacy-Bauteilen in neuen Fabs anzugehen.

Die Zukunft der Unterstützung von Legacy-Bauteilen

Eine der Hauptherausforderungen bei der Unterstützung von Legacy-Bauteilen wird sein, die Produktionskosten mit der technologischen Machbarkeit in Einklang zu bringen. Ältere Designs an neue Fertigungsprozesse anzupassen, kann teuer sein, und die wirtschaftliche Machbarkeit dieser Bemühungen wird eine Schlüsselüberlegung sein. Darüber hinaus muss sich die Lieferkette für Legacy-Bauteile an Veränderungen in den Fertigungsprozessen und der Materialverfügbarkeit anpassen. Dies könnte die Suche nach neuen Lieferanten oder die Entwicklung alternativer Materialien beinhalten, die mit alten und neuen Fertigungstechnologien kompatibel sind.

Blickt man in die Zukunft, so ist die Unterstützung für Altteile in neuen Fertigungskapazitäten nicht nur eine technische Angelegenheit – es ist ein strategisches Gebot, das eine konzertierte Anstrengung vieler Beteiligter erfordert. Von politischen Entscheidungsträgern über Hersteller und Lieferanten bis hin zu Endbenutzern ist ein kooperativer Ansatz entscheidend. Während die Branche weiterhin innoviert und wächst, wird die erfolgreiche Integration der Produktion von Altteilen in neue Fabs als Zeugnis für die Fähigkeit der Branche stehen, ihre Vergangenheit zu ehren und gleichzeitig eine nachhaltige und fortschrittliche Zukunft zu gestalten.