O Que Você Faria Com um Suprimento de Chips de 5 Dias para PCBs?

Justo quando você pensava que a escassez de chips estava diminuindo, a cadeia de suprimentos mostra sua face feia e os fabricantes originais dos EUA se encontram em outra posição precária. Em 25 de janeiro de 2022, o Departamento de Comércio dos EUA divulgou os resultados de uma pesquisa afirmando que os estoques de semicondutores nas OEMs estão abaixo de cinco dias de inventário para componentes chave, conforme relatado em um comunicado no site do departamento e em outros veículos de mídia. As empresas relataram em 2019 que normalmente mantêm 40 dias de inventário para componentes chave. Esses semicondutores, por acaso, são alguns dos mais difíceis de adquirir devido a uma significativa incompatibilidade entre oferta e demanda, e a pressão da demanda está alcançando essas OEMs.

Quanto excesso de demanda existe no mercado? A indústria automotiva dos EUA tem sido o exemplo clássico de escassez, mas isso realmente afeta a todos. O grupo de respondentes da pesquisa relatou que a demanda média por componentes é 17% maior em 2021 do que em 2019. Isso é impulsionado parcialmente pela compra de eletrônicos de consumo. Computadores pessoais, laptops e tablets também foram grandes impulsionadores na demanda por componentes semicondutores ao longo de 2020 e 2021. A demanda por PCs em 2021 cresceu 14,8% a.a, fazendo com que a demanda atingisse níveis não vistos desde 2012. Claramente, isso está tudo relacionado à pandemia, mas traz receios de que as escassezes persistirão, pois muitos não esperam que a demanda diminua tão facilmente. Tendências de eletrificação, demanda contínua por produtos móveis e computadores, e o contínuo impulso para tornar tudo um produto de IoT continuarão a pressionar os fabricantes de semicondutores, OEMs e pequenas empresas de eletrônicos.

As notícias levantam duas questões que os designers devem considerar:

1. O esforço de repatriação é tardio demais e será eficaz a longo prazo?
2. O que os designers podem fazer enquanto isso para se prepararem para choques na cadeia de suprimentos de produtos críticos?

Isso Levará a uma Maior Repatriação?

Se cada fabricante de semicondutores americano aumentará sua pegada coletiva nos EUA ou na Europa é uma questão em aberto. O relatório do Departamento de Comércio é revelador no que diz respeito à capacidade de fabricação de semicondutores. O relatório descobriu que a maioria das instalações de fabricação de semicondutores está operando com 90 por cento ou mais de utilização. Em particular, a capacidade de fabricação está presa em tecnologias mais antigas, como componentes de lógica digital legados usados em automóveis e outros produtos. A capacidade também está sendo direcionada para chips analógicos usados em gerenciamento de energia, componentes RF, e componentes optoeletrônicos. Isso abrange uma ampla gama de componentes usados na maioria dos designs, portanto, coloca a maioria dos designers em risco de algum tipo de interrupção na cadeia de suprimentos.

A resposta óbvia para os fabricantes de semicondutores e sua base de clientes ocidentais é construir novas fábricas. De fato, a situação inspirou o Senado dos EUA a agir no ano passado e aprovar legislação que forneceria US$ 52 bilhões em subsídios para os fabricantes de chips construírem novas fábricas. Infelizmente, a medida ainda está paralisada na Câmara enquanto o plano Build Back Better de Biden parece estar morto na água.

Agora entra a Intel, uma das mais antigas e maiores fabricantes de componentes avançados. A empresa anunciou em 21 de janeiro que planeja gastar US$ 20 bilhões para construir duas novas fábricas de semicondutores em Ohio até 2025. A empresa planeja investir em até 8 novas fábricas no estado com a intenção de que a área se torne “o maior local de fabricação de silício do planeta”, disse o CEO da Intel, Pat Gelsinger, em Time.

Apesar dos investimentos da Intel, bem como da defesa de organizações como a Printed Circuit Board Association of America (PCBAA) e a Printed Circuit Engineering Association (PCEA), é duvidoso que oito fábricas sejam suficientes para salvar a cadeia de suprimentos para as empresas ocidentais.

Minhas Reflexões sobre a Volatilidade da Cadeia de Suprimentos

Em alguns dos meus projetos em andamento para clientes, sempre parece que há algo fora de estoque, ou há algum tipo de obstáculo que eu tenho que superar apenas para obter as quantidades necessárias de chips. Isso sempre acontece com os componentes que você nunca planeja ou espera. Os dias de fazer upload do seu BOM para o site de um distribuidor e clicar em alguns botões para completar seu pedido acabaram. Durante o segundo semestre de 2022, cada projeto usou pelo menos 2 distribuidores para preencher pedidos de peças, além de pelo menos 1 corretor no exterior cobrando 10 vezes o preço do distribuidor autorizado por um componente crítico.

Minha abordagem para lidar com a cadeia de suprimentos é colocar a encomenda na frente, não no final. Normalmente usamos o seguinte conjunto de estratégias para ajudar a apoiar projetos de clientes:

• Identificar os principais componentes cedo e fazer com que o cliente final confirme sua seleção. Nós então adquirimos esses antes de começarmos o design. Esses componentes são geralmente o MCU principal ou processador que irá conduzir o resto do design.
• A maioria dos designs incluirá outros ASICs menos avançados que não têm substituições diretas. Nós também adquirimos esses cedo ou sugerimos alternativas que podem ser adquiridas sem comprometer os requisitos de desempenho.
• Muitas vezes, quando esses componentes são encontrados, identificamos peças alternativas da mesma família de produtos ou de outra linha de produtos, e planejamos projetar algumas variantes com essas alternativas.
• Os clientes muitas vezes têm que tomar decisões difíceis sobre custos que podem comprometer o desempenho. Isso normalmente acontece se você tem que ir para o exterior e pagar preços inflacionados. Identificamos essas situações antecipadamente e fazemos com que o cliente se comprometa com um plano de ação.

Meu conselho é comunicar tudo isso aos clientes antecipadamente e fazê-los tomar decisões difíceis antes de mergulhar de cabeça em um novo design. A última coisa que você quer que aconteça é criar um layout de PCB bonito, apenas para descobrir que você não pode adquirir aquele componente crítico que faz todo o design funcionar. Até que novas capacidades de fabricação entrem em operação, ou até que a natureza cíclica da indústria de semicondutores tome conta, os designers terão que continuar lidando com essas decisões importantes na fase inicial para garantir que um design possa ser produzido dentro do prazo e do orçamento.

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