PCB용 5일 칩 공급이 있다면 무엇을 하시겠습니까?

칩 부족 현상이 해소되는 듯했지만, 공급망 문제가 다시 고개를 들고 미국의 OEM들이 또 다른 불안정한 상황에 처하게 되었습니다. 2022년 1월 25일 기준으로, 미국 상무부는 OEM들의 반도체 재고가 핵심 구성 요소에 대해 5일치 미만으로 떨어졌다고 발표한 설문 조사 결과를 부서 웹사이트의 보도자료 및 기타 미디어를 통해 공개했습니다. 2019년에는 회사들이 핵심 구성 요소에 대해 40일치의 재고를 유지한다고 보고했습니다. 이러한 반도체들은 상당한 수요-공급 불일치로 인해 획득하기 가장 어려운 것들 중 일부이며, 수요 압력이 이러한 OEM들에게 다가오고 있습니다.

시장에 얼마나 많은 초과 수요가 있을까요? 미국 자동차 산업이 부족의 대표적인 예로 꼽히지만, 실제로는 모두에게 영향을 미칩니다. 설문 조사 응답자 그룹은 2021년의 구성 요소 수요가 2019년보다 17% 높다고 보고했습니다. 이는 부분적으로 소비자 전자제품 구매에 의해 주도됩니다. 개인용 컴퓨터, 노트북, 태블릿도 2020년과 2021년 내내 반도체 구성 요소에 대한 수요를 주도하는 주요 요인이었습니다. 2021년 PC 수요는 YoY로 14.8% 증가했으며, 이로 인해 수요가 2012년 이후 본 적 없는 수준에 도달했습니다. 분명히 이 모든 것은 팬데믹과 관련이 있지만, 많은 사람들이 수요가 쉽게 줄어들 것으로 기대하지 않기 때문에 부족 현상이 지속될 것이라는 우려를 낳습니다. 전기화 추세, 모바일 제품과 컴퓨터에 대한 지속적인 수요, 그리고 모든 것을 IoT 제품으로 만들려는 지속적인 노력은 반도체 제조업체, OEM, 그리고 소규모 전자 회사들에게 압력을 계속 가할 것입니다.

이 소식은 디자이너들이 고려해야 할 두 가지 질문을 제기합니다:

1. 온쇼어링 노력이 너무 적고 너무 늦은 것인가, 그리고 장기적으로 효과가 있을까?
2. 디자이너들은 중요한 제품에 대한 공급망 충격에 대비하기 위해 그동안 무엇을 할 수 있을까?

이것이 더 큰 온쇼어링을 촉진할까요?

모든 미국 반도체 제조업체가 미국이나 유럽에서의 집적도를 늘릴지 여부는 미지수입니다. 상무부의 보고서는 반도체 제조 능력과 관련하여 통찰력을 제공합니다. 보고서는 대부분의 반도체 제조 시설이 90퍼센트 이상의 가동률로 운영되고 있다는 것을 발견했습니다. 특히, 제조 능력은 자동차 및 기타 제품에 사용되는 레거시 디지털 로직 구성 요소와 같은 오래된 기술에 묶여 있습니다. 용량은 또한 전력 관리에 사용되는 아날로그 칩, RF 구성 요소, 광전자 구성 요소로도 지향되고 있습니다. 그것은 대부분의 설계에서 사용되는 광범위한 구성 요소를 다루므로, 대부분의 디자이너들이 어떤 종류의 공급망 중단에 대해 위험에 처할 수 있습니다.

반도체 제조업체와 그들의 서구 고객 기반에 대한 명백한 대답은 새로운 팹을 건설하는 것입니다. 실제로, 이 상황은 지난해 미국 상원이 행동에 나서 반도체 제조업체가 새로운 공장을 건설하기 위해 520억 달러의 보조금을 제공하는 법안을 통과시키도록 영감을 주었습니다. 불행히도, 이 조치는 바이든의 Build Back Better 계획이 수포로 돌아가는 것처럼 보이면서 하원에서 여전히 교착 상태에 빠져 있습니다.

이제 인텔이 등장했습니다. 인텔은 가장 오래되고 큰 고급 부품 제조업체 중 하나입니다. 이 회사는 1월 21일에 오하이오주에 2025년까지 새로운 반도체 공장 두 곳을 건설하기 위해 200억 달러를 투자할 계획이라고 발표했습니다. 회사는 이 지역이 “지구상에서 가장 큰 실리콘 제조 위치가 되도록” 의도하여 주에 최대 8개의 새로운 공장에 투자할 계획이라고 인텔 CEO 팻 겔싱어가 Time에서 말했습니다.

인텔의 투자와 미국 인쇄 회로 기판 협회(PCBAA) 및 인쇄 회로 엔지니어링 협회(PCEA)와 같은 조직의 옹호에도 불구하고, 8개의 공장이 서구 기업의 공급망을 구하기에 충분할지 의심스럽습니다.

공급망 변동성에 대한 나의 생각

고객을 위한 진행 중인 프로젝트에서 항상 재고가 없거나 필요한 칩의 수량을 얻기 위해 뛰어넘어야 하는 어떤 종류의 장애물이 있는 것 같습니다. 항상 계획하지 않았거나 예상하지 못한 구성 요소에 문제가 발생합니다. 배포자 웹사이트에 BOM을 업로드하고 몇 번의 클릭으로 주문을 완료하는 시절은 지났습니다. 2022년 후반에는 모든 프로젝트가 부품 주문을 채우기 위해 최소 2개의 배포자를 사용했으며, 중요한 구성 요소에 대해 공인 배포자 가격의 10배를 청구하는 해외 브로커를 최소 1개 사용했습니다.

공급망을 다루는 접근 방식은 주문을 뒷단이 아닌 전단에 두는 것입니다. 우리는 일반적으로 고객 프로젝트를 지원하기 위해 다음과 같은 일련의 전략을 사용합니다:

• 주요 구성 요소를 일찍 식별하고 최종 고객이 선택을 확정하도록 합니다. 그런 다음 우리는 디자인을 시작하기 전에 이러한 구성 요소를 조달합니다. 이러한 구성 요소는 일반적으로 나머지 디자인을 주도할 주요 MCU 또는 프로세서입니다.
• 대부분의 디자인에는 대체품이 없는 덜 진보된 ASIC이 포함됩니다. 우리는 이러한 것들도 일찍 조달하거나 성능 요구 사항을 저해하지 않고 조달할 수 있는 대안을 제안합니다.
• 그러한 구성 요소를 찾은 경우, 우리는 같은 제품군이나 다른 제품 라인의 대체 부품을 식별하고 이러한 대체품으로 몇 가지 변형을 디자인할 계획을 세웁니다.
• 고객은 종종 성능을 저해할 수 있는 비용에 대한 어려운 결정을 내려야 합니다. 이는 해외로 가서 부풀려진 가격을 지불해야 하는 경우에 일반적으로 발생합니다. 우리는 이러한 것들을 사전에 식별하고 고객이 행동 과정에 동의하도록 합니다.

이 모든 사항을 고객에게 조기에 전달하고 새로운 설계에 뛰어들기 전에 어려운 결정을 내리도록 하는 것이 제 조언입니다. 원치 않는 일은 아름다운 PCB 레이아웃을 만들었는데, 전체 설계를 작동시키는 핵심 구성 요소를 구할 수 없다는 것을 발견하는 것입니다. 새로운 제조 능력이 온라인으로 제공되거나, 반도체 산업의 주기적 특성이 작용할 때까지, 설계자들은 설계가 제시간에, 예산 내로 생산될 수 있도록 앞단에서 이러한 중요한 결정을 계속해서 다뤄야 합니다.

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