PCB用の5日間のチップ供給があったら、あなたは何をしますか？

チップ不足が収束しつつあると思った矢先に、供給網が再び醜い顔を見せ、米国のOEM企業は再び危険な状況に直面しています。2022年1月25日現在、米国商務省は調査結果を発表し、OEMの半導体在庫が重要なコンポーネントについては5日分以下に減少していると報告されました。これは同省のウェブサイトのリリースおよび他のメディアで報じられました。企業は2019年には、重要なコンポーネントについて通常40日分の在庫を維持していると報告していました。これらの半導体は、供給と需要の大きな不一致のために入手が最も困難なものであり、需要の圧力がこれらのOEM企業に追いついています。

市場にはどれほどの過剰需要があるのでしょうか？米国の自動車産業は不足の象徴とされていますが、実際にはすべての人に影響を及ぼしています。調査に回答したグループは、2021年のコンポーネント需要が2019年と比較して17%高いと報告しています。これは部分的には消費者エレクトロニクスの購入によって推進されています。パーソナルコンピュータ、ラップトップ、タブレットも2020年と2021年を通じて半導体コンポーネントの需要を大きく牽引しました。2021年のPC需要は前年比14.8%増加し、2012年以来見られなかったレベルに達しました。明らかにこれはすべてパンデミック関連ですが、多くの人が需要が簡単には減少しないと予想しているため、不足が続くことへの恐れがあります。電動化のトレンド、モバイル製品やコンピュータの需要の継続、そしてすべてをIoT製品にしようとする継続的な推進は、半導体メーカー、OEM企業、小規模な電子機器会社に対する圧力を続けてかけるでしょう。

このニュースは、設計者が考慮すべき2つの質問を提起します：

1. オンショア化の努力は遅すぎるもので、長期的に効果があるのでしょうか？
2. 設計者は、重要な製品の供給網のショックに備えるために、その間に何をすることができるでしょうか？

これはより大きなオンショア化を促進するのでしょうか？

すべてのアメリカの半導体メーカーが米国やヨーロッパでの足場を増やすかどうかは、未解決の問題です。商務省の報告書は、半導体製造能力に関して啓示的です。報告書は、半導体製造施設の大多数が90パーセント以上の稼働率で稼働していることを発見しました。特に、製造能力は自動車などの製品に使用されるレガシーデジタルロジックコンポーネントなど、古い技術に結びついています。能力はまた、電力管理、RFコンポーネント、および光電子コンポーネントに使用されるアナログチップにも向けられています。これはほとんどの設計で使用される幅広いコンポーネントをカバーしているため、ほとんどの設計者が何らかの供給網の混乱に直面するリスクがあります。

半導体メーカーとその西洋の顧客基盤にとっての明白な答えは、新しいファブを建設することです。実際、この状況は昨年、米国上院が行動に移し、チップメーカーが新工場を建設するために520億ドルの補助金を提供する法案を可決しました。残念ながら、この措置は依然として下院で行き詰まっており、バイデンのビルド・バック・ベター計画は行き詰まりの状態に見えます。

ここで、古くから存在し、先進的なコンポーネントの最大手メーカーの一つであるIntelが登場します。同社は1月21日に、2025年までにオハイオ州に新しい半導体工場2つを建設するために200億ドルを投資する計画を発表しました。同社は、この地域を「地球上で最大のシリコン製造拠点」とする意図で、州内に最大8つの新工場に投資する計画です、とIntelのCEOであるPat GelsingerはTimeで述べました。

Intelからの投資や、アメリカ印刷回路板協会（PCBAA）や印刷回路エンジニアリング協会（PCEA）などの組織からの支援があっても、8つの工場が西洋企業の供給チェーンを救うには十分ではないと考えられています。

サプライチェーンの変動についての私の考察

クライアントのための私の進行中のプロジェクトでは、常に何かが在庫切れであるか、必要なチップの数量を手に入れるために何らかの手続きを踏まなければならないような状況があります。予期しないコンポーネントに常に問題が発生します。ディストリビューターのウェブサイトにBOMをアップロードし、数回クリックして注文を完了する日々は過ぎ去りました。2022年後半では、すべてのプロジェクトが部品注文を満たすために少なくとも2つのディストリビューターを使用し、さらには重要なコンポーネントについては公認ディストリビューターの価格の10倍を請求する海外のブローカーを少なくとも1つ使用していました。

サプライチェーンに対処する私のアプローチは、注文を後回しにせず、前もって行うことです。通常、クライアントプロジェクトをサポートするために以下の戦略セットを使用します：

• 主要なコンポーネントを早期に特定し、エンドカスタマーに選択を確定させます。それから、設計を始める前にこれらを調達します。これらのコンポーネントは通常、設計の残りの部分を駆動する主要なMCUやプロセッサです。
• ほとんどの設計には、ドロップイン代替品がない他の低度に進んだASICも含まれます。これらも早期に調達するか、性能要件を損なうことなく調達できる代替品を提案します。
• それらのコンポーネントが見つかった場合、通常、同じ製品ファミリーまたは別の製品ラインからの代替部品を特定し、これらの代替品でいくつかのバリアントを設計する計画を立てます。
• 顧客はしばしば、海外に行ってインフレ価格を支払う必要がある場合に、性能を損なう可能性のあるコストに関する難しい決断を迫られます。これらは前もって特定し、顧客に行動方針を決定させます。

私のアドバイスは、これら全てを早期に顧客に伝え、新しい設計に頭から飛び込む前に厳しい決断を下させることです。最後に起こってほしくないのは、美しいPCBレイアウトを作成した後で、その全体の設計を機能させるための重要なコンポーネントが調達できないという状況です。新しい製造能力がオンラインになるまで、または半導体業界の周期的な性質が影響を及ぼすまで、設計者はこれらの重要な決定を前もって処理し続けなければならず、設計が期限内かつ予算内で生産できるようにする必要があります。

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