La nuova capacità produttiva può supportare i componenti legacy?

Nel panorama in rapida evoluzione della produzione di semiconduttori, la spinta verso componenti più piccoli, più veloci e più efficienti dal punto di vista energetico spesso cattura l'attenzione. Tuttavia, una sfida altrettanto critica che impatta significativamente i progettisti e gli ingegneri elettronici è il supporto dei componenti legacy nei nuovi stabilimenti di semiconduttori. Questi componenti legacy hanno superato la prova del tempo e continuano a svolgere un ruolo fondamentale in molte applicazioni, offrendo una combinazione di affidabilità e prestazioni che non può sempre essere soddisfatta dagli ultimi avanzamenti.

La questione se i nuovi stabilimenti saranno in grado di supportare la produzione di componenti legacy è più di una questione di capacità tecnologica. È un puzzle che intreccia considerazioni di fattibilità economica, fattibilità tecnica e importanza strategica. Con l'entrata in funzione di nuovi stabilimenti dotati di tecnologie all'avanguardia e capacità aumentate, saranno sfruttati per garantire la disponibilità continua dei componenti legacy?

Il Ruolo e il Valore dei Componenti Legacy

Molti componenti legacy hanno superato il loro ciclo di vita previsto e rimangono essenziali per varie applicazioni. Questi componenti vanno da semplici connettori e componenti discreti a circuiti integrati più complessi integrated circuits e microcontrollori. Nonostante il rapido ritmo dell'avanzamento tecnologico, i componenti legacy rimangono molto richiesti in settori come l'automotive, l'automazione industriale e la difesa a causa della loro affidabilità provata, compatibilità con i sistemi esistenti e, in alcuni casi, funzionalità uniche che non sono state replicate nei componenti più recenti. La domanda in questi settori continuerà a guidare gli sforzi per sostenere la produzione di componenti legacy.

Nonostante la loro importanza, la produzione e il supporto dei componenti legacy affrontano diverse sfide. Il problema principale è l'obsolescenza dei processi e delle attrezzature di produzione, che può rendere la produzione continua di questi componenti tecnicamente impegnativa ed economicamente non sostenibile. Inoltre, l'approvvigionamento di materie prime per componenti più vecchi può diventare sempre più difficile man mano che i fornitori spostano la loro attenzione verso prodotti moderni più redditizi.

È in Corso un Boom di Costruzione di Fab

Più di 300 miliardi di dollari di progetti attivi nel settore dei semiconduttori sono in varie fasi di sviluppo, con 42 nuove fabbriche previste per l'entrata in funzione nel 2024. Il governo degli Stati Uniti sta stimolando questo sviluppo con l'atto CHIPS da 280 miliardi di dollari, che include 52,7 miliardi di dollari destinati alla produzione di semiconduttori, alla ricerca e sviluppo e allo sviluppo della forza lavoro. Inoltre, la Cina ha dedicato circa 73 miliardi di dollari in sussidi ai semiconduttori.

L'avvento di nuove capacità di fabbricazione nell'industria dei semiconduttori rappresenta un cambiamento significativo, portando sia opportunità che limitazioni quando si tratta di parti legacy. Questi impianti all'avanguardia promettono un aumento dell'efficienza produttiva, dimensioni delle caratteristiche più piccole e un minor consumo di energia.

Sebbene le nuove capacità di fabbricazione offrano opportunità entusiasmanti per l'industria dei semiconduttori, la loro capacità di supportare la produzione di parti legacy è sfumata. Ciò comporta la valutazione dei benefici delle capacità di produzione avanzate rispetto alle sfide della compatibilità tecnica, della fattibilità economica e dell'allocazione strategica delle risorse. L'integrazione di parti legacy nelle nuove linee di produzione delle fabbriche richiede una pianificazione attenta, soluzioni innovative e nuovi modelli di business per renderla un'impresa fattibile e sostenibile.

Integrazione di Parti Legacy nelle Nuove Fabbriche

Mentre l'industria dei semiconduttori continua a evolversi, il futuro del supporto delle parti legacy si sta delineando come un aspetto complesso ma vitale del settore. Questo futuro è influenzato da vari fattori, tra cui avanzamenti tecnologici, domande di mercato e cambiamenti strategici nel settore. Alcune delle innovazioni e strategie implementate per assicurare la fornitura di chip legacy includono:

Tecniche avanzate di riconversione delle fabbriche: Un approccio emergente è lo sviluppo di tecniche avanzate di riconversione che consentono di produrre parti legacy utilizzando tecnologie di fabbricazione moderne. Ciò comporta l'adattamento dei vecchi design dei componenti per renderli compatibili con i nuovi processi di produzione, offrendo potenzialmente un equilibrio tra il vecchio e il nuovo.

Unità fabbrica specializzate per la produzione legacy: Alcuni operatori del settore stanno considerando l'istituzione di unità fabbrica specializzate dedicate alla produzione di parti legacy. Queste unità opereranno a fianco delle fabbriche moderne ma si concentreranno esclusivamente sulla produzione di componenti legacy, garantendo il loro continuo approvvigionamento senza interferire con la produzione di semiconduttori più avanzati.

Ecosistemi collaborativi: L'istituzione di ecosistemi collaborativi che coinvolgono produttori di chip, fornitori di attrezzature e utenti finali è fondamentale. Tali collaborazioni possono favorire l'innovazione nella produzione di parti legacy e garantire che le esigenze di varie industrie che dipendono da questi componenti siano efficacemente soddisfatte.

Casi di Studio: Successi e Sfide

Nell'esplorare l'integrazione della produzione di parti legacy nei nuovi impianti, alcuni esempi offrono spunti sui successi e sulle sfide affrontate in questo sforzo.

Produzione analogica di Texas Instruments (TI) nei nuovi impianti a wafer da 300 mm: TI ha fatto progressi nel bilanciare la produzione di parti nuove e legacy. Stanno costruendo nuovi impianti a wafer da 300 mm specificamente per soddisfare le loro esigenze di produzione analogica a nodi non all'avanguardia. “Questo nuovo impianto fa parte della nostra roadmap di produzione a 300 mm a lungo termine per costruire la capacità di cui i nostri clienti avranno bisogno per decenni a venire," ha detto Haviv Ilan, Presidente e CEO di TI. Questo approccio strategico dimostra la fattibilità di sfruttare le capacità dei nuovi impianti per la produzione di parti legacy​​.

Expansione di Samsung con nodi legacy: Samsung Foundry ha ampliato la sua capacità includendo nodi legacy, dimostrando un riconoscimento della domanda continua per tali componenti. Questa mossa fa parte di una strategia più ampia per aumentare la produttività e rimanere competitivi nel mercato dei semiconduttori, mostrando un'integrazione riuscita delle capacità di produzione legacy e moderne​​.

Recenti carenze di chip legacy nell'industria automobilistica: L'industria automobilistica statunitense ha affrontato sfide significative a causa di carenze di chip legacy durante la pandemia di Covid-19. Nonostante le elevate capacità di produzione, l'offerta domestica non è riuscita a soddisfare la domanda di chip legacy, in particolare quelli al nodo di 40nm o superiore. Questa carenza ha gravemente impattato la produzione automobilistica statunitense, riducendo sostanzialmente i programmi di fabbricazione dei veicoli e contribuendo all'inflazione​​.

Sebbene aziende come Texas Instruments e Samsung abbiano dimostrato strategie di successo, l'industria più ampia affronta ancora sfide nel risolvere tutte le questioni e le implicazioni del supporto alla produzione di parti legacy nei nuovi impianti.

Il Futuro del Supporto alle Parti Legacy

Una delle principali sfide nel supportare le parti legacy sarà bilanciare il costo di produzione con la fattibilità tecnologica. Adattare design più vecchi a nuovi processi di fabbricazione può essere costoso, e la fattibilità economica di questi sforzi sarà una considerazione chiave. Inoltre, la catena di approvvigionamento per le parti legacy dovrà adattarsi ai cambiamenti nei processi di fabbricazione e nella disponibilità dei materiali. Questo potrebbe comportare la ricerca di nuovi fornitori o lo sviluppo di materiali alternativi compatibili sia con le tecnologie di fabbricazione vecchie che nuove.

Guardando al futuro, il supporto per i componenti legacy nelle nuove capacità produttive non è solo una questione tecnica - è un imperativo strategico che richiede uno sforzo concertato da parte di molti stakeholder. Dai responsabili delle politiche ai produttori e dai fornitori agli utenti finali, un approccio collaborativo è fondamentale. Mentre l'industria continua a innovare e crescere, l'integrazione riuscita della produzione di componenti legacy nei nuovi impianti sarà la testimonianza della capacità dell'industria di onorare il suo passato pur forgiando un futuro sostenibile e progressista.