Co byś zrobił, mając zapas chipów na 5 dni dla PCB?

Właśnie kiedy myślałeś, że niedobór chipów się kończy, łańcuch dostaw pokazuje swoją brzydką twarz, a amerykańscy producenci OEM znów znajdują się w niepewnej sytuacji. Stan na 25 stycznia 2022 r., Departament Handlu USA opublikował wyniki ankiety, w której stwierdzono, że zapasy półprzewodników u producentów OEM są mniejsze niż pięć dni zapasów na kluczowe komponenty, jak podano w komunikacie na stronie departamentu oraz w innych mediach. Firmy zgłosiły w 2019 roku, że zwykle utrzymują 40 dni zapasów na kluczowe komponenty. Te półprzewodniki, akurat są jednymi z najtrudniejszych do zdobycia ze względu na znaczące niedopasowanie podaży do popytu, a presja popytu dogania te firmy OEM.

Jak duży jest nadmiar popytu na rynku? Amerykański przemysł motoryzacyjny był wizytówką niedoborów, ale to naprawdę dotyczy każdego. Grupa respondentów ankiety zgłosiła, że średni popyt na komponenty jest o 17% wyższy w 2021 niż w 2019 roku. Jest to częściowo napędzane przez zakupy elektroniki użytkowej. Komputery osobiste, laptopy i tablety były również głównymi czynnikami napędzającymi popyt na komponenty półprzewodnikowe przez cały 2020 i 2021 rok. Popyt na komputery PC w 2021 roku wzrósł o 14,8% w porównaniu z rokiem poprzednim, powodując, że popyt osiągnął poziomy niewidziane od 2012 roku. Oczywiście wszystko to jest związane z pandemią, ale budzi obawy, że niedobory będą się utrzymywać, ponieważ wielu nie spodziewa się, że popyt tak łatwo osłabnie. Trendy elektryfikacji, ciągły popyt na produkty mobilne i komputery oraz ciągłe dążenie do przekształcania wszystkiego w produkt IoT będą nadal wywierać presję na producentów półprzewodników, producentów OEM i małe firmy elektroniczne.

Wiadomości te nasuwają dwa pytania, które projektanci powinni rozważyć:

1. Czy wysiłki na rzecz relokacji produkcji są zbyt małe i zbyt późne, oraz czy będą skuteczne w dłuższym okresie?
2. Co projektanci mogą zrobić w międzyczasie, aby przygotować się na wstrząsy w łańcuchu dostaw dla krytycznych produktów?

Czy to spowoduje większą relokację produkcji?

Czy każdy amerykański producent półprzewodników zwiększy swoją obecność kolektywną w USA lub Europie, pozostaje otwartym pytaniem. Raport Departamentu Handlu jest odkrywczy w odniesieniu do zdolności produkcyjnych półprzewodników. Raport stwierdził, że większość zakładów produkujących półprzewodniki pracuje na poziomie wykorzystania 90 procent lub więcej. W szczególności, zdolności produkcyjne są związane ze starszymi technologiami, takimi jak komponenty logiki cyfrowej używane w samochodach i innych produktach. Zdolności są również kierowane na układy analogowe używane w zarządzaniu energią, komponenty RF i komponenty optoelektroniczne. Obejmuje to szeroki zakres komponentów używanych w większości projektów, więc stawia większość projektantów w obliczu pewnego rodzaju zakłócenia w łańcuchu dostaw.

Oczywistą odpowiedzią dla producentów półprzewodników oraz ich zachodnich klientów jest budowa nowych fabryk. W rzeczywistości sytuacja ta zainspirowała Senat USA do działania w ubiegłym roku i uchwalenia ustawy, która zapewniłaby 52 miliardy dolarów dotacji dla producentów chipów na budowę nowych zakładów. Niestety, środek ten jest nadal zablokowany w Izbie, ponieważ plan Joe Bidena "Build Back Better" wydaje się być martwy w wodzie. Teraz wchodzi Intel, jeden z najstarszych i największych producentów zaawansowanych komponentów. Firma ogłosiła 21 stycznia, że zamierza wydać 20 miliardów dolarów na budowę dwóch nowych zakładów produkujących półprzewodniki w Ohio do 2025 roku. Firma planuje zainwestować w budowę do 8 nowych fabryk w stanie, z zamiarem, aby obszar ten stał się „największym miejscem produkcji krzemu na planecie”, powiedział CEO Intela, Pat Gelsinger w Time.

Pomimo inwestycji Intela, jak również działań organizacji takich jak Printed Circuit Board Association of America (PCBAA) i Printed Circuit Engineering Association (PCEA), wątpliwe jest, czy osiem fabryk wystarczy, aby uratować łańcuch dostaw dla zachodnich firm.

Moje przemyślenia na temat zmienności łańcucha dostaw

W niektórych moich trwających projektach dla klientów, zawsze wydaje się, że czegoś brakuje na stanie, lub trzeba przejść przez jakieś kółko, aby zdobyć wymagane ilości chipów. Zawsze dzieje się to w przypadku komponentów, których nigdy nie planujesz lub się nie spodziewasz. Minęły dni, kiedy można było załadować swoją BOM na stronę dystrybutora i kliknąć kilka przycisków, aby zakończyć zamówienie. W drugiej połowie 2022 roku, każdy projekt używał co najmniej 2 dystrybutorów do wypełnienia zamówień na części, plus co najmniej 1 zagranicznego brokera, który pobierał 10x cenę od autoryzowanego dystrybutora za krytyczny komponent. Moje podejście do radzenia sobie z łańcuchem dostaw polega na umieszczeniu zamawiania na początku, a nie na końcu. Zazwyczaj stosujemy następujący zestaw strategii, aby wspierać projekty klientów:

• Wczesne zidentyfikowanie głównych komponentów i zobowiązanie końcowego klienta do zatwierdzenia ich wyboru. Następnie nabywamy te komponenty przed rozpoczęciem projektowania. Zazwyczaj są to główne MCU lub procesory, które będą napędzać resztę projektu.
• Większość projektów będzie zawierać inne, mniej zaawansowane ASIC, które nie mają bezpośrednich zamienników. Również te komponenty nabywamy wcześnie lub sugerujemy alternatywy, które można nabyć bez kompromisu w zakresie wymagań dotyczących wydajności.
• Często, gdy te komponenty zostaną znalezione, identyfikujemy alternatywne części z tej samej rodziny produktów lub innej linii produktów, i planujemy projektowanie niektórych wariantów z tymi alternatywami.
• Klienci często muszą podejmować trudne decyzje dotyczące kosztów, które mogą wpłynąć na wydajność. Zazwyczaj dzieje się to, gdy trzeba udać się za granicę i płacić zawyżone ceny. Identyfikujemy te kwestie z góry i zobowiązujemy klienta do podjęcia określonego działania.

Moja rada brzmi, aby przekazać wszystkie te informacje klientom jak najwcześniej i zmusić ich do podjęcia trudnych decyzji, zanim zanurkujesz głęboko w nowy projekt. Ostatnią rzeczą, jakiej chcesz doświadczyć, to stworzenie pięknego układu PCB, tylko po to, by odkryć, że nie możesz zdobyć tego jednego kluczowego komponentu, który sprawia, że cały projekt działa. Dopóki nowe moce produkcyjne nie zostaną uruchomione, lub dopóki cykliczna natura przemysłu półprzewodnikowego nie przejmie kontroli, projektanci będą musieli nadal radzić sobie z tymi ważnymi decyzjami na początkowym etapie, aby zapewnić, że projekt można będzie wyprodukować na czas i w ramach budżetu.

Kiedy potrzebujesz kompleksowego widoku łańcucha dostaw PCB w swoim oprogramowaniu do projektowania, użyj najlepszych narzędzi do projektowania PCB w branży dostępnych w Altium Designer®. Panel wyszukiwania części producenta Manufacturer Part Search oraz funkcja ActiveBOM w Altium Designer umożliwią Tobie i Twojemu zespołowi efektywną pracę i współpracę nad zaawansowanymi projektami elektroniki za pośrednictwem platformy Altium 365™. Wszystko, czego potrzebujesz do projektowania i produkcji zaawansowanej elektroniki, znajdziesz w jednym pakiecie oprogramowania.

Przedstawiliśmy tylko niewielką część możliwości, jakie daje Altium Designer na Altium 365. Zacznij swoją darmową próbę Altium Designer + Altium 365 już dziś.