Cosa Faresti con una Scorta di Chip di 5 Giorni per PCB?

Proprio quando si pensava che la carenza di chip stesse rientrando, la catena di fornitura mostra nuovamente il suo lato peggiore e gli OEM statunitensi si ritrovano in un'altra posizione precaria. Al 25 gennaio 2022, il Dipartimento del Commercio degli Stati Uniti ha pubblicato i risultati di un sondaggio affermando che le scorte di semiconduttori presso gli OEM sono scese a meno di cinque giorni di inventario per i componenti chiave, come riportato in un comunicato sul sito web del dipartimento e su altri media. Le aziende hanno riferito nel 2019 di mantenere tipicamente 40 giorni di inventario per i componenti chiave. Questi semiconduttori, si trovano ad essere alcuni dei più difficili da acquisire a causa di un significativo squilibrio tra offerta e domanda, e la pressione della domanda sta raggiungendo questi OEM.

Quanto è eccessiva la domanda nel mercato? L'industria automobilistica statunitense è stata il simbolo delle carenze, ma in realtà riguarda tutti. Il gruppo di rispondenti al sondaggio ha riportato che la domanda media di componenti è del 17% più alta nel 2021 rispetto al 2019. Ciò è in parte guidato dall'acquisto di elettronica di consumo. Computer personali, laptop e tablet sono stati anche importanti motori nella domanda di componenti per semiconduttori durante il 2020 e il 2021. La domanda di PC nel 2021 è cresciuta del 14,8% su base annua, portando la domanda a livelli non visti dal 2012. Chiaramente tutto ciò è legato alla pandemia, ma suscita timori che le carenze possano persistere poiché molti non si aspettano che la domanda cali così facilmente. Le tendenze verso l'elettrificazione, la continua domanda di prodotti mobili e computer, e la spinta continua a rendere tutto un prodotto IoT continueranno a mettere pressione sui produttori di semiconduttori, gli OEM e le piccole aziende di elettronica.

Le notizie sollevano due domande che i progettisti dovrebbero considerare:

1. L'impegno verso il rientro è troppo poco e troppo tardi, e sarà efficace a lungo termine?
2. Cosa possono fare i progettisti nel frattempo per prepararsi agli shock della catena di fornitura per i prodotti critici?

Questo porterà a un maggiore rientro?

Se ogni produttore di semiconduttori americano aumenterà la propria presenza collettiva negli Stati Uniti o in Europa è una questione aperta. Il rapporto del Dipartimento del Commercio è rivelatore per quanto riguarda la capacità di produzione dei semiconduttori. Il rapporto ha scoperto che la maggior parte degli impianti di produzione di semiconduttori opera al 90 percento o più della loro capacità. In particolare, la capacità di fabbricazione è legata alle tecnologie più vecchie, come i componenti logici digitali legacy utilizzati nelle automobili e in altri prodotti. La capacità è indirizzata anche ai chip analogici utilizzati nella gestione dell'energia, componenti RF, e componenti optoelettronici. Ciò copre una vasta gamma di componenti utilizzati nella maggior parte dei progetti, quindi mette la maggior parte dei progettisti a rischio di qualche tipo di interruzione della catena di fornitura.

La risposta ovvia per i produttori di semiconduttori e la loro base di clienti occidentali è costruire nuove fabbriche. Infatti, la situazione ha spinto il Senato degli Stati Uniti ad agire l'anno scorso e a passare una legislazione che fornirebbe 52 miliardi di dollari in sussidi ai produttori di chip per costruire nuove fabbriche. Sfortunatamente, la misura è ancora in stallo alla Camera mentre il piano di Biden di "Build Back Better" sembra essere morto nell'acqua.

Ora entra in gioco Intel, uno dei più vecchi e grandi produttori di componenti avanzati. L'azienda ha annunciato il 21 gennaio che prevede di spendere 20 miliardi di dollari per costruire due nuove fabbriche di semiconduttori in Ohio entro il 2025. L'azienda prevede di investire fino a 8 nuove fabbriche nello stato con l'intenzione che l'area diventi "la più grande località di produzione di silicio del pianeta", ha detto il CEO di Intel Pat Gelsinger in Time.

Nonostante gli investimenti da parte di Intel, così come il sostegno di organizzazioni come la Printed Circuit Board Association of America (PCBAA) e la Printed Circuit Engineering Association (PCEA), è dubbio che otto fabbriche saranno sufficienti a salvare la catena di approvvigionamento per le aziende occidentali.

Le mie riflessioni sulla volatilità della catena di approvvigionamento

In alcuni dei miei progetti in corso per i clienti, sembra sempre che ci sia qualcosa esaurito, o che ci sia qualche tipo di ostacolo attraverso il quale devo passare solo per ottenere le quantità richieste di chip. Succede sempre con i componenti che non prevedi o ti aspetti. Sono finiti i giorni in cui caricavi il tuo BOM sul sito web di un distributore e cliccavi un paio di pulsanti per completare il tuo ordine. Nella seconda metà del 2022, ogni progetto ha utilizzato almeno 2 distributori per riempire gli ordini di parti, più almeno 1 broker estero che chiedeva 10 volte il prezzo del distributore autorizzato per un componente critico.

Il mio approccio per affrontare la catena di approvvigionamento è mettere l'ordine all'inizio, non alla fine. Di solito utilizziamo il seguente insieme di strategie per aiutare a supportare i progetti dei clienti:

• Identificare i componenti principali in anticipo e far bloccare la loro scelta al cliente finale. Li acquisteremo quindi prima di iniziare il design. Questi componenti sono solitamente il principale MCU o processore che guiderà il resto del design.
• La maggior parte dei design includerà altri ASIC meno avanzati che non hanno sostituti diretti. Acquistiamo anche questi in anticipo o suggeriamo alternative che possono essere acquistate senza compromettere i requisiti di prestazione.
• Spesso, quando quei componenti vengono trovati, identificheremo parti alternative dalla stessa famiglia di prodotti o da un'altra linea di prodotti, e pianificheremo di progettare alcune varianti con queste alternative.
• I clienti spesso devono prendere decisioni difficili riguardo al costo che potrebbe compromettere le prestazioni. Questo normalmente accade se devi andare all'estero e pagare prezzi gonfiati. Identifichiamo queste situazioni in anticipo e otteniamo l'impegno del cliente su un corso d'azione.

Il mio consiglio è di comunicare tutto questo ai clienti in anticipo e farli prendere decisioni difficili prima di tuffarsi a capofitto in un nuovo progetto. L'ultima cosa che si desidera è creare un bellissimo layout di PCB, solo per scoprire che non è possibile procurarsi quel componente critico che fa funzionare l'intero progetto. Fino a quando non verrà attivata nuova capacità di fabbricazione, o fino a quando la natura ciclica dell'industria dei semiconduttori non prenderà il sopravvento, i progettisti dovranno continuare a gestire queste importanti decisioni in fase iniziale per garantire che un progetto possa essere prodotto in tempo e rispettando il budget.

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