Czy nowe moce produkcyjne fabryk mogą wspierać części starszego typu?

W szybko ewoluującym krajobrazie produkcji półprzewodników, dążenie do mniejszych, szybszych i bardziej energooszczędnych komponentów często przyciąga uwagę. Jednak równie krytycznym wyzwaniem, które znacząco wpływa na projektantów i inżynierów elektroniki, jest wsparcie dla starszych części w nowych fabrykach półprzewodników. Te starsze komponenty przetrwały próbę czasu i nadal odgrywają kluczową rolę w wielu aplikacjach, oferując połączenie niezawodności i wydajności, którego nie zawsze można osiągnąć dzięki najnowszym postępom.

Pytanie, czy nowe fabryki będą w stanie wspierać produkcję starszych części, to więcej niż kwestia zdolności technologicznych. To zagadka, która splata rozważania dotyczące opłacalności ekonomicznej, wykonalności technicznej i strategicznego znaczenia. Czy nowe fabryki, uruchamiane z najnowocześniejszymi technologiami i zwiększoną pojemnością, zostaną wykorzystane do zapewnienia ciągłej dostępności starszych części?

Rola i wartość starszych części

Wiele starszych części przetrwało swoją przewidywaną żywotność i pozostaje niezbędne dla różnych aplikacji. Te części obejmują proste złącza i komponenty dyskretne aż po bardziej złożone układy scalone i mikrokontrolery. Pomimo szybkiego tempa postępu technologicznego, starsze części nadal cieszą się dużym popytem w sektorach takich jak motoryzacja, automatyzacja przemysłowa i obronność ze względu na ich sprawdzoną niezawodność, kompatybilność z istniejącymi systemami i, w niektórych przypadkach, unikalne funkcjonalności, które nie zostały powtórzone w nowszych komponentach. Popyt w tych sektorach będzie nadal napędzał wysiłki na rzecz utrzymania produkcji starszych części.

Pomimo ich znaczenia, produkcja i wsparcie dla starszych części napotykają kilka wyzwań. Głównym problemem jest przestarzałość procesów produkcyjnych i sprzętu, co może sprawić, że ciągła produkcja tych części stanie się technicznie trudna i ekonomicznie nieopłacalna. Dodatkowo, pozyskiwanie surowców do starszych komponentów może stać się coraz trudniejsze, ponieważ dostawcy przesuwają swoje zainteresowania na bardziej zyskowne, nowoczesne produkty.

Trwa boom na budowę fabryk

Wartość aktywnych projektów półprzewodnikowych przekracza 300 miliardów dolarów i znajdują się one na różnych etapach rozwoju, przy czym oczekuje się, że w 2024 roku uruchomionych zostanie 42 nowe fabryki. Rząd Stanów Zjednoczonych wspiera ten rozwój poprzez ustawę CHIPS o wartości 280 miliardów dolarów, która obejmuje 52,7 miliarda dolarów przeznaczonych na produkcję półprzewodników, badania i rozwój oraz rozwój siły roboczej. Dodatkowo, Chiny przeznaczyły około 73 miliardy dolarów na dotacje dla półprzewodników.

Pojawienie się nowych zdolności produkcyjnych w przemyśle półprzewodnikowym stanowi znaczącą zmianę, przynosząc zarówno możliwości, jak i ograniczenia w odniesieniu do części starszego typu. Te nowoczesne obiekty obiecują zwiększenie efektywności produkcji, mniejsze rozmiary elementów i zmniejszone zużycie energii.

Chociaż nowe zdolności produkcyjne oferują ekscytujące możliwości dla przemysłu półprzewodnikowego, ich zdolność do wspierania produkcji części starszego typu jest złożona. Obejmuje to rozważenie korzyści płynących z zaawansowanych możliwości produkcyjnych wobec wyzwań związanych z kompatybilnością techniczną, opłacalnością ekonomiczną i strategicznym alokowaniem zasobów. Pomyślne włączenie części starszego typu do nowych linii produkcyjnych wymaga starannego planowania, innowacyjnych rozwiązań i nowych modeli biznesowych, aby stało się to wykonalne i zrównoważone.

Integracja części starszego typu do nowych fabryk

W miarę ewolucji przemysłu półprzewodnikowego, przyszłość wsparcia dla części starszego typu kształtuje się jako złożony, lecz kluczowy aspekt sektora. Ta przyszłość jest kształtowana przez różne czynniki, w tym postępy technologiczne, zapotrzebowanie rynkowe i strategiczne zmiany w branży. Kilka innowacji i strategii wdrażanych w celu zapewnienia dostaw starszych chipów to:

Zaawansowane techniki modernizacji fabryk: Jednym z pojawiających się podejść jest rozwój zaawansowanych technik modernizacji, które umożliwiają produkcję części starszego typu przy użyciu nowoczesnych technologii fabrycznych. Obejmuje to dostosowanie starszych projektów komponentów do zgodności z nowymi procesami produkcyjnymi, potencjalnie oferując równowagę między starym a nowym.

Specjalistyczne jednostki fabryczne do produkcji starszego typu: Niektórzy gracze branżowi rozważają utworzenie specjalistycznych jednostek fabrycznych dedykowanych do produkcji części starszego typu. Jednostki te będą działać obok nowoczesnych fabryk, ale skupią się wyłącznie na produkcji komponentów starszego typu, zapewniając ich ciągłą dostawę bez zakłócania produkcji bardziej zaawansowanych półprzewodników.

Ekosystemy współpracy: Ustanowienie ekosystemów współpracy, w których uczestniczą producenci chipów, dostawcy sprzętu i użytkownicy końcowi, jest kluczowe. Takie współprace mogą sprzyjać innowacjom w produkcji części dziedzicznych i zapewnić, że potrzeby różnych branż polegających na tych komponentach są skutecznie zaspokajane.

Studia przypadków: Sukcesy i wyzwania

W badaniu integracji produkcji części dziedzicznych z nowymi fabrykami, kilka przykładów oferuje wgląd w sukcesy i wyzwania napotkane w tym przedsięwzięciu.

Produkcja analogowa Texas Instruments (TI) w nowych fabrykach krzemowych 300 mm: TI poczyniło postępy w równoważeniu produkcji nowych i dziedzicznych części. Budują nowe fabryki krzemowe 300 mm specjalnie, aby zaspokoić ich potrzeby produkcyjne analogowe na mniej zaawansowanych węzłach. „Ta nowa fabryka jest częścią naszej długoterminowej, 300-milimetrowej drogi produkcyjnej, aby zbudować pojemność, której nasi klienci będą potrzebować przez dziesięciolecia," powiedział Haviv Ilan, Prezes i CEO w TI. To strategiczne podejście demonstruje wykonalność wykorzystania nowych pojemności fabrycznych dla produkcji części dziedzicznych​​.

Rozszerzenie Samsunga z węzłami dziedzicznymi: Samsung Foundry rozszerzył swoją pojemność o węzły dziedziczne, demonstrując rozpoznanie ciągłego popytu na takie komponenty. Ten ruch jest częścią szerszej strategii zwiększenia produktywności i pozostania konkurencyjnym na rynku półprzewodników, pokazując udaną integrację zdolności produkcyjnych dziedzicznych i nowoczesnych​​.

Ostatnie niedobory chipów dziedzicznych w przemyśle motoryzacyjnym: Amerykański przemysł motoryzacyjny napotkał znaczące wyzwania z powodu niedoborów chipów dziedzicznych podczas pandemii Covid-19. Pomimo wysokich pojemności produkcyjnych, krajowe dostawy nie mogły zaspokoić popytu na chipy dziedziczne, szczególnie te na węźle 40nm lub większym. Ten niedobór poważnie wpłynął na produkcję samochodów w USA, znacznie redukując harmonogramy produkcji pojazdów i przyczyniając się do inflacji​​.

Chociaż firmy takie jak Texas Instruments i Samsung wykazały udane strategie, szersza branża nadal stoi przed wyzwaniami w rozwiązaniu wszystkich kwestii i konsekwencji wspierania produkcji części dziedzicznych w nowych fabrykach.

Przyszłość wsparcia dla części dziedzicznych

Jednym z głównych wyzwań w wsparciu części dziedzicznych będzie zrównoważenie kosztów produkcji z wykonalnością technologiczną. Dostosowanie starszych projektów do nowych procesów produkcyjnych może być kosztowne, a ekonomiczna wykonalność tych wysiłków będzie kluczowym czynnikiem. Ponadto, łańcuch dostaw dla części dziedzicznych będzie musiał dostosować się do zmian w procesach produkcyjnych i dostępności materiałów. Może to wiązać się ze znalezieniem nowych dostawców lub opracowaniem alternatywnych materiałów, które są kompatybilne zarówno ze starymi, jak i nowymi technologiami produkcyjnymi.

Patrząc w przyszłość, wsparcie dla starszych części w nowych zdolnościach produkcyjnych to nie tylko kwestia techniczna – to strategiczne imperatyw, który wymaga wspólnych działań wielu interesariuszy. Od decydentów, przez producentów, dostawców, aż po użytkowników końcowych, podejście kolaboracyjne jest kluczowe. W miarę jak branża nadal innowuje i rośnie, udana integracja produkcji starszych części z nowymi fabrykami będzie świadczyć o zdolności branży do szanowania swojej przeszłości, jednocześnie kształtując zrównoważoną i postępową przyszłość.