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設計データと要件による迅速な設計とエラーの削減 デザインデータと要件をどのように接続して、より速い設計とエラーの少ない設計を実現するのか？ 1 min Blog 電気技術者 システムエンジニア/アーキテクト 電気技術者 電気技術者 システムエンジニア/アーキテクト システムエンジニア/アーキテクト 電子設計の複雑さとそれが提示する課題は、これまで以上に顕著になっています。デバイスがより相互接続されるようになるにつれて、 効率的でエラーのない設計プロセスの必要性が最優先事項となります。現代の電子設計の課題は、設計データを要件と連携させることの重要性を強調しています。 Altium 365 Requirements & Systems PortalのようなAIインテリジェンスによって動かされるツールを使用することで、複雑さを より速く、より少ないエラーで管理することができます。その方法を発見しましょう！ 現代の設計プロセスの課題 私たちの日常生活におけるスマートデバイスの普及は、 電子設計の複雑さを劇的に増加させました。過去40年間で、チップの使用量は 100倍に急増しました。これを視点を変えてみると、数十年前の電気自動車が10から20個のチップを含んでいたのに対し、今日の車両は 2,000個以上のチップを搭載しています。 同時に、これらの製品に組み込まれるソフトウェアは過去10年間で15倍に増加し、1000万行のコードから驚異の 1億5000万行に膨れ上がりました。電子機器の使用増加は、コストに大きな影響を与えています。例えば、1970年代には、電子機器が車両コストの約10％を占めていましたが、今日ではその数値は40％に達し、2030年までには 電子機器が車両総コストの半分を占めると予測されています。 課題はそれだけではありません。これらの複雑な製品の生産タイムラインは3分の1に短縮されました。 かつて5年かかったものが、今ではわずか2年で完成させる必要があります。この緊急性が、多くの企業にアジャイル手法の採用を促しています。ソフトウェア開発から原理を借りて、設計をプロジェクトフェーズに分割することで、企業は継続的な協力と改善を促進できます。このアプローチは、より速いイテレーションを重視し、チームがシミュレーションの共同設計や共同エンジニアリングを通じて設計コンセプトを洗練させることを可能にします。このような戦略は、広範なシミュレーションと迅速なプロトタイピングを要求し、結果をテストして素早く調整を行う必要があります。 歴史的に、電子機器は 記事を読む
2024年 - 2025年に電子部品供給チェーンを形成する6つのトレンド 2024年 - 2025年に電子部品供給チェーンを形成する6つのトレンド 1 min Blog 購買・調達マネージャー 購買・調達マネージャー 購買・調達マネージャー 電子部品のグローバルサプライチェーンは、近年、大きな課題に直面しています。COVID-19の混乱から需要の急増、地政学的緊張に至るまで、これらの複合的な圧力は、部品のリードタイムの長期化や、先進材料や希少地球元素を含む重要な原材料の不足を引き起こしました。 今年は、 米国と中国の間の地政学的貿易緊張がサプライチェーンにさらなる負担をかけ、製品の流れを乱し、不確実性を高めました。これらのエスカレートする緊張は、グローバルに分散した製造モデルの脆弱性を浮き彫りにします。しかし、2024年が進むにつれて、サプライチェーンを安定させるための努力が成果を示し始めています。 部品のリードタイムは、2023年と比較して改善されています、特に特殊部品については。この回復は、生産能力の増加、より良い在庫管理、そしてディストリビューターによるより安定した在庫レベルの維持への集中的な努力によって可能になりました。 電子部品への需要は、半導体や受動部品のようなカテゴリーを中心に成長を続けています。世界半導体貿易統計（WSTS）機関によると、 業界は2024年に16パーセントの成長を見せ、6110億ドルに達すると予測されています。しかし、これが全て良いニュースというわけではありません。多くの業界の専門家は、製造能力の増加がより迅速に行われなければ、需要が供給を上回る場合、業界は再び不足に直面する可能性があると懸念しています。 供給＆需要の観点から見たNexar Spectra Nexar Spectraからの 無料業界データを見ると、2022年5月から2024年4月までのいくつかの大きなトレンドが見られます。2年間で供給は大幅に改善されました（図1）、一方で需要は2022年5月から2023年4月にかけて減少し、その後1年間ほぼ上向きのトレンドでした（図2）。 2022年5月から2024年4月までの供給指数 2022年5月から2024年4月までの需要指数 受動部品のトレンドを見る 受動部品の供給は、2022年12月以降ほとんど下降トレンドを見せています（図3）。一方、需要は2023年4月以降ほとんど上昇トレンドにあります（図4）。この供給と需要の不均衡が、一部の受動部品カテゴリーでの不足と長いリードタイムの背景にあります。 パッシブコンポーネント供給 2022年5月から2024年4月まで パッシブコンポーネント需要 2022年5月から2024年4月まで 2024年以降を形成する主要なトレンド 記事を読む
エレクトロニクス供給チェーンにおける先進材料 エレクトロニクス供給チェーンにおける先進材料 1 min Blog 電子業界は、急速な変化と革新に慣れています。この業界のミドルネームは「変革」です。過去数年間で、AI駆動の自動化から リショアリング努力に至るまで、業界のサプライチェーンを再形成する一連のトレンドを目の当たりにしてきました。しかし、先を見据えると、これまで十分な注目を集めてこなかった一つのトレンドにもっと焦点を当てる必要があります：電子サプライチェーンにおける先進材料の役割です。 サプライチェーンのレジリエンス、 サイバーセキュリティ、 デジタル化に関する議論が見出しを飾る中、先進材料の重要性は静かに高まっています。これらの材料 – 新しい合金から最先端のコンポジット、ナノマテリアルに至るまで – は、量子コンピューティング、先進半導体、次世代バッテリーなどの技術進歩の次の波にとって不可欠です。 特殊材料への需要の増大 先進材料の需要 – トポロジカル絶縁体、グラフェン、固体電解質、ペロブスカイト材料、希土類元素を含む – は、技術が前進するにつれて増加しています。IndustryARC™によると、先進材料市場は 2025年には2.1兆ドルに達すると予測されています、2020年から2025年にかけて年平均成長率（CAGR）は4.5%です（これらの数字は、電子機器だけでなく、産業全体の特殊材料に関するものです）。 電子機器業界は、これらの材料ができることの境界を常に拡大しています。例えば、量子コンピューティングには、従来の電子部品には見られないユニークな量子特性 – 重ね合わせやもつれなど – 記事を読む
チップの偽造 チップの偽造がどのようにしてより高度になっているか 1 min Blog PCB設計者 電気技術者 購買・調達マネージャー PCB設計者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 購買・調達マネージャー 購買・調達マネージャー 半導体の基準に品質保証と厳格さがあるにもかかわらず、業界は依然として偽造の問題に悩まされており、これが続くほど悪影響を及ぼすことになります。 電子部品の購入者や製造業者は、購入を希望する製品に潜在的な問題がないか、調達プロセスをより深く掘り下げるべき要素がいくつかあります。PCB市場の一部で不足が生じている一方で、他の部分では余剰が見られるなど、調達のスピードが速いため、困難な時期に企業を誤った方向に導くことがあります。そのため、 品質保証対策に焦点を当てるべきです。 偽造製品に対する業界の見通しは、特に過去数年間で大幅に減少したケースを考えると、前向きです。2019年には 963件の部品偽造が報告されましたが、2020年には504件に減少しました。これは、新型コロナウイルスのパンデミックが中国企業の偽造活動を妨げたと言われていますが、今日でもまだ問題は残っています。 偽造チップとは何か？ 偽造チップは、信頼できるメーカーからの既存ユニットを改変すること、電子廃棄物（e-廃棄物）からの中古部品を取得すること、または厳格なテストに合格しなかった部品を再製造することの3つの異なる方法で作成されます。 部品の改変：新しいコンポーネントを単に取り、自社の製品として販売する企業によって、法的な問題が生じます。製造業者は、チップを砂をかけたり、再マーキングしたり、または「ブラックトップ」処理をして、日付コードなどの新しい情報を適用します。このような改変は検出が非常に困難であり、コンポーネントが IDEA-ICE-3000偽造ガイドラインに準拠していることを確認するために、専門家の継続的なサポートが必要になることがあります。 電子廃棄物：これは半導体供給の減少に対抗するための有用なプロセスのように思えるかもしれませんが、このようなチップを購入する際には、購入者にとって固有のリスクがあります。これらの偽造部品の供給者が、これらを正規の製品として梱包する場合、購入者がそれを知らない可能性が最も高いです。 再製造：既存の回路基板から取り外された部品は、さらに一歩進んだ処理が可能ですが、ここでリスクが高まります。今日市場に出回っている一部のコンポーネントは、単に新しいチップとして再マーキングすることによって、電子廃棄物プロセスから再利用されています。これらの部品が正規品であるか、または新品として機能するかどうかを検出することは非常に困難です。 PCB業界で偽造が問題となったのはどうしてですか？ 単に機会主義的なものである、チップの偽造—その他多くのPCBコンポーネントと同様に—はほぼ10年間問題となっています。電子業界が急速に成長し続ける中、部品の偽造は数十億ドル（あるいは 数兆ドル）規模の産業の頭痛の種であり、最も洗練された生産ラインにも影響を及ぼしています。 この偽造問題は、問題をさらに遡るとして、国立航空宇宙局（NASA）の注目を長い間引きつけています。米国商務省（USDC）の技術評価局は、2005年に3,868件のインシデントを記録しました。 USDCはこのデータをさらに詳細に分析し、NASAの 報告書で共有しています。調査対象の71社が偽造マイクロプロセッサのケースを経験し、52社が改ざんされたメモリユニットを取得し、47社が標準および特殊なロジック回路に影響があったと報告しています。 要するに、コンポーネントが適切な基準で評価されない場合、電子機器の性能と安全性が損なわれます。 製造業者にとってのパフォーマンス上の危険性は、再利用されたチップが既に受けている可能性のある熱と機械的損傷です。安全性の面では、偽造部品がコンプライアンスのレーダーをくぐり抜けることがあります。これは、満たされるべき品質基準を策定するビジネスと規制機関の両方にとって悪夢です。 この問題の規模を理解するために、AS6496基準が2014年8月に作成されましたが、部品がひび割れを通り抜けることがあります。これを認識することで、組織と当局は偽物を捕まえるさまざまな手段を強調することができます。 記事を読む
統合されたBOMとCADシステムでPCB設計を最適化する 統合されたBOM管理ツールとCADシステムでPCB設計を最適化 1 min Blog 電気技術者 電気技術者 電気技術者 最近まで、PCB設計ソフトウェアとサプライチェーンソフトウェアは永遠に分離されたままでした。PCB設計ソフトウェアスイートで製品を作成し、その後、エクスポートされた部品表（BOM）を調達部門に持っていって部品を購入しました。過去のCADシステムがサプライチェーンを意識する能力がなかったため、どのようにして部品を選択し、可用性を確保したのかは今となっては謎です。 しかし今日になって、プロフェッショナルなPCB設計ソフトウェアはサプライチェーンはもちろん、異なるエンジニアリング分野の他の設計ツールとも高度に統合されています。これらの機能をすべて一つの屋根の下で統合することで、個々の設計者やPCB設計チームはワークフローを変更し、最終的にはより効率的になり、設計サイクルの早い段階で調達問題を排除するようになりました。 統合されたCADと BOM管理システムを利用するためにはどのようなプロセスを使用すべきか？この記事でその方法をお見せします。 PCB設計におけるBOMとは何か PCB BOMは、プリント基板を製造するために必要なすべての部品をリストアップした文書です。BOMは、調達チーム、製造業者、そしてエンジニアのための主要な参照資料として機能します。それは、各部品の仕様、数量、部品番号、および供給者情報を詳細に記載するべきです。 現代の電子部品BOM管理は、単純なスプレッドシートを超えて、設計プロセスの不可欠な部分へと進化しました。BOM管理ツールは、部品の可用性、価格、およびライフサイクルステータスのリアルタイム追跡を可能にし、PCB設計ファイルとの同期を維持します。 BOMは、設計と製造の間の橋渡しとして機能し、必要なすべての部品が正確に指定され、生産のために利用可能であることを保証します。数百から数千の部品を含む複雑なPCB設計の場合、適切なBOM管理はエラーを防ぎ、設計から製造への移行を効率化します。 早期にサプライチェーンを意識する 20年以上前にさかのぼると、設計者たちは紙のカタログから部品を探していました。BOM管理ツールは、せいぜい原始的なものでした。それらの部品が実際に在庫があるのか、廃止されたのか、またはNRND（新規設計非推奨）であるのかを、注文をするためにディストリビューターに電話をかけるまで知る術はありませんでした。今日になって、インターネットの魔法により、ディストリビューターの在庫数を直接PCBライブラリにリンクできるようになりました。 今、このデータをCADツール内で直接取得できるようになったので、設計のタイムラインをスケジュール通り、予算内で保つためにどのようなステップを踏むべきでしょうか？以下のことが必要になります： 設計から廃止されたコンポーネントを特定し排除する 必要な量でコンポーネントが調達可能であることを確認する 生産予算を破る可能性のある突然の価格変動を追跡する これを行うためには、設計プロセスの早い段階でサプライチェーンを意識するべきだと考えます。理想的な部品を選択してそれらが利用可能であることを願うのではなく、PCB設計ソフトウェア内で直接ディストリビューターデータへのリンクを使って早期にこれを確認します。 Altium Developは、これを実現するための3つの重要なツールを提供します： コンポーネントライブラリ内のサプライヤーリンク 製造部品検索パネル内のサプライヤーデータ 記事を読む
製品設計におけるBOMの複雑さを管理するための戦略 BOM管理：製品設計におけるBOMの複雑さを管理するための戦略 1 min Blog PCB設計者 電気技術者 購買・調達マネージャー PCB設計者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 購買・調達マネージャー 購買・調達マネージャー 電子設計におけるBOMの複雑さを管理するための効果的な戦略を発見しましょう。これには、モジュラーデザイン、DFM、統合されたBOM管理ツールが含まれます。 記事を読む
シグナル・インテグリティ記事 4 Altium Designer 24に基づくシグナル・インテグリティの原則 1 min Blog シミュレーションエンジニア シミュレーションエンジニア シミュレーションエンジニア 高速および信号完全性への導入 デジタルシステムは、現代の電子機器の基本的な領域の一つです。高効率プロセッサーやFPGA、高速ADCコンバーターとDSPやFPGAを使用する広帯域データ取得システムなど、デジタルシステムの進歩は、さまざまな集積回路やモジュール間の相互接続を含むPCBを特に、電子設計に異なるアプローチを要求します。このアプローチは、現代の高速電子機器で使用される信号の種類に関連しています。 RS232やI2Cのような基本的でよく知られたインターフェースは、データスループットが秒間数百キロビットに限定されていますが、PCIeやUSB3.0のようなインターフェースを介して高速システムやモジュール間の相互接続は、秒間数ギガビット以上のデータレートを持つことがあります（これが高速システムや高速設計という用語の由来です）。 さらに、現代の高データレート相互接続のほとんどは、少数の信号線のみを使用するシリアル信号を使用します。そのようなシリアル線の一つが図1に示されています。いくつかの標準では複数の線が必要であり、ほとんどの場合、これらの線は差動ペアとして作られます。そのような標準の良い例はPCIeやJESD204です。 図1：シリアル高データレートリンク；送信機、受信機、および伝送路のインピーダンスマッチングは信号完全性にとって基本的です 高速設計の原則は、信号データレートとこの信号によって占められる帯域幅との間に直接的な関係があるため、無線周波数設計に似ています - データレートが高いほど、そのような信号によって占められる帯域幅も広くなります。また、高速信号の立ち上がり時間と立ち下がり時間は、しばしば1ns以下で、スイッチング周波数は数GHzを超えることがよくあります。このような信号は、SPI、I2C、RS232などの低速規格で使用される信号とは異なる方法でPCBを伝播します。信号の帯域幅を念頭に置き、送信機（例：ADCのJESD204Bインターフェース）から受信機（例：FPGAの入力ピン）まで、データリンクの忠実度が維持されるように、PCBを正しく設計するためには、重要な注意が必要です。最も一般的には、LVDS（低電圧差動信号）規格が、高データレートモジュールやシステムを相互接続するため、または高速信号の標準化された仕様（例：電圧変動、論理レベル、インピーダンスなど）を提供するために使用されます。 高速信号の性質は、PCB上で伝送されるリンクと信号の高忠実度を保証するために、PCBと回路図の異なる設計ツールを必要とします（設計に費やされる時間の削減とともに）。信号の高忠実度は、信号の品質特性に関連するもので、信号整合性と呼ばれ、PCB/SCHの開発中だけでなく、専用ツールを使用したラボでの信号測定によっても検証できる伝送信号の多数のパラメータから構成されます。 Altium Designerは、高速プロジェクトに関連するすべての活動をサポートし、例えば以下のような多数の機能を提供することにより、信号整合性の制御手段を提供します： 回路図とPCBでの差動ペアの定義の可能性； 長さマッチングを伴うPCBエディタでの差動ペアのルーティング； 差動および単線信号線の制御インピーダンストラックの定義； 差動ペア内およびバス内での信号線の長さ調整； 信号整合性と高速のためのシミュレーションツールとDRCチェック； 消散因子、誘電率定数、銅の粗さを含むインピーダンスプロファイルでのPCBスタックアップの定義の可能性； コンポーネントの伝播遅延の定義の可能性 など。 これらの機能は、信号完全性に関連する設計エラーを軽減し、設計フェーズでの柔軟性を提供し、プロトタイピングコストを削減し、製品の市場への納品を加速させるのに役立ちます。 記事を読む