A Nova Capacidade de Fabricação Pode Suportar Peças Legadas?

No cenário em rápida evolução da fabricação de semicondutores, a busca por componentes menores, mais rápidos e mais eficientes em termos energéticos frequentemente ganha destaque. No entanto, um desafio igualmente crítico que impacta significativamente os designers e engenheiros eletrônicos é o suporte de peças legadas em novas fábricas de semicondutores. Esses componentes legados resistiram ao teste do tempo e continuam a desempenhar um papel fundamental em muitas aplicações, oferecendo uma combinação de confiabilidade e desempenho que nem sempre pode ser atendida pelos últimos avanços.

A questão de se as novas fábricas serão capazes de suportar a produção de peças legadas é mais do que uma questão de capacidade tecnológica. É um quebra-cabeça que entrelaça considerações de viabilidade econômica, factibilidade técnica e importância estratégica. À medida que novas fábricas entram em operação com tecnologias de ponta e capacidades aumentadas, elas serão aproveitadas para garantir a disponibilidade contínua de peças legadas?

O Papel e o Valor das Peças Legadas

Muitas peças legadas superaram seu ciclo de vida esperado e permanecem essenciais para várias aplicações. Essas peças variam de simples conectores e componentes discretos a circuitos integrados mais complexos integrated circuits e microcontroladores. Apesar do ritmo acelerado do avanço tecnológico, as peças legadas permanecem em alta demanda em setores como automotivo, automação industrial e defesa devido à sua confiabilidade comprovada, compatibilidade com sistemas existentes e, em alguns casos, funcionalidades únicas que não foram replicadas em componentes mais novos. A demanda nesses setores continuará a impulsionar esforços para sustentar a produção de peças legadas.

Apesar de sua importância, a produção e o suporte de peças legadas enfrentam vários desafios. O principal problema é a obsolescência dos processos e equipamentos de fabricação, o que pode tornar a produção contínua dessas peças tecnicamente desafiadora e economicamente inviável. Além disso, a obtenção de matérias-primas para componentes mais antigos pode se tornar cada vez mais difícil à medida que os fornecedores deslocam seu foco para produtos modernos mais lucrativos.

Um Boom na Construção de Fábricas está em Andamento

Mais de $300 bilhões em projetos ativos de semicondutores estão em várias fases de desenvolvimento, com 42 novas fábricas previstas para entrar em operação em 2024. O governo dos EUA está incentivando esse desenvolvimento com o ato CHIPS de $280 bilhões, que inclui $52,7 bilhões destinados à fabricação de semicondutores, P&D e desenvolvimento da força de trabalho. Além disso, a China dedicou cerca de $73 bilhões em subsídios para semicondutores.

O advento de novas capacidades de fabricação na indústria de semicondutores representa uma mudança significativa, trazendo tanto oportunidades quanto limitações quando se trata de peças legadas. Essas instalações de última geração prometem aumentar a eficiência da produção, reduzir o tamanho dos recursos e o consumo de energia.

Enquanto as novas capacidades de fabricação oferecem oportunidades empolgantes para a indústria de semicondutores, sua capacidade de suportar a produção de peças legadas é matizada. Isso envolve ponderar os benefícios das capacidades de fabricação avançadas contra os desafios da compatibilidade técnica, viabilidade econômica e alocação estratégica de recursos. A integração bem-sucedida de peças legadas em novas linhas de produção de fábricas requer planejamento cuidadoso, soluções inovadoras e novos modelos de negócios para torná-la um empreendimento viável e sustentável.

Integrando Peças Legadas em Novas Fábricas

À medida que a indústria de semicondutores continua a evoluir, o futuro do suporte a peças legadas está se configurando como um aspecto complexo, porém vital do setor. Esse futuro é influenciado por vários fatores, incluindo avanços tecnológicos, demandas do mercado e mudanças estratégicas na indústria. Algumas das inovações e estratégias sendo implantadas para garantir o fornecimento de chips legados incluem:

Técnicas avançadas de retrofit de fábricas: Uma abordagem emergente é o desenvolvimento de técnicas avançadas de retrofit que permitem que peças legadas sejam fabricadas usando tecnologias modernas de fábricas. Isso envolve adaptar designs de componentes mais antigos para serem compatíveis com novos processos de fabricação, oferecendo potencialmente um equilíbrio entre o antigo e o novo.

Unidades de fábricas especializadas para produção legada: Alguns players da indústria estão considerando o estabelecimento de unidades de fábricas especializadas dedicadas à produção de peças legadas. Essas unidades operarão ao lado de fábricas modernas, mas focarão exclusivamente na produção de componentes legados, garantindo seu fornecimento contínuo sem interferir na produção de semicondutores mais avançados.

Ecossistemas colaborativos: A criação de ecossistemas colaborativos envolvendo fabricantes de chips, fornecedores de equipamentos e usuários finais é crucial. Tais colaborações podem fomentar a inovação na produção de peças legadas e garantir que as necessidades de várias indústrias que dependem desses componentes sejam efetivamente atendidas.

Estudos de Caso: Sucessos e Desafios

Ao explorar a integração da produção de peças legadas em novas fábricas, alguns exemplos oferecem insights sobre os sucessos e desafios enfrentados nesse empreendimento.

Produção analógica da Texas Instruments (TI) em novas fábricas de wafers de 300 mm: A TI tem feito progressos no equilíbrio entre a produção de novas peças e peças legadas. Eles estão construindo novas fábricas de wafers de 300 mm especificamente para atender às suas necessidades de produção analógica em nós menos avançados. “Esta nova fábrica faz parte do nosso plano de longo prazo de fabricação de 300 mm para construir a capacidade que nossos clientes precisarão por décadas," disse Haviv Ilan, Presidente e CEO da TI. Esta abordagem estratégica demonstra a viabilidade de aproveitar as capacidades das novas fábricas para a produção de peças legadas​​.

Expansão da Samsung com nós legados: A Samsung Foundry expandiu sua capacidade para incluir nós legados, demonstrando um reconhecimento da demanda contínua por tais componentes. Esse movimento faz parte de uma estratégia mais ampla para aumentar a produtividade e permanecer competitiva no mercado de semicondutores, mostrando uma integração bem-sucedida de capacidades de produção legadas e modernas​​.

Escassez recente de chips legados na indústria automotiva dos EUA: A indústria automotiva dos EUA enfrentou desafios significativos devido a escassez de chips legados durante a pandemia da Covid-19. Apesar das altas capacidades de produção, o fornecimento doméstico não conseguiu atender à demanda por chips legados, particularmente aqueles no nó de 40nm ou maior. Essa escassez impactou severamente a produção automotiva dos EUA, reduzindo substancialmente os cronogramas de fabricação de veículos e contribuindo para a inflação​​.

Enquanto empresas como Texas Instruments e Samsung demonstraram estratégias bem-sucedidas, a indústria mais ampla ainda enfrenta desafios para abordar todas as questões e ramificações do suporte à produção de peças legadas em novas fábricas.

O Futuro do Suporte a Peças Legadas

Um dos principais desafios no suporte a peças legadas será equilibrar o custo de produção com a viabilidade tecnológica. Adaptar designs mais antigos a novos processos de fabricação pode ser caro, e a viabilidade econômica desses esforços será uma consideração chave. Além disso, a cadeia de suprimentos para peças legadas precisará se adaptar às mudanças nos processos de fabricação e disponibilidade de materiais. Isso pode envolver a busca por novos fornecedores ou o desenvolvimento de materiais alternativos compatíveis com tecnologias de fabricação antigas e novas.

Olhando para o futuro, o suporte para peças legadas em novas capacidades de fabricação não é apenas uma questão técnica – é um imperativo estratégico que requer um esforço conjunto de vários interessados. Desde formuladores de políticas até fabricantes e de fornecedores a usuários finais, uma abordagem colaborativa é crítica. À medida que a indústria continua a inovar e crescer, a integração bem-sucedida da produção de peças legadas em novas fábricas se destacará como um testemunho da capacidade da indústria de honrar seu passado enquanto forja um futuro sustentável e progressista.