Что бы вы сделали с запасом чипов на 5 дней для печатных плат?

Когда вы только подумали, что дефицит чипов начинает утихать, цепочка поставок вновь показывает свою неприглядную сторону, и американские OEM-производители оказываются в очередной нестабильной ситуации. По состоянию на 25 января 2022 года, Министерство торговли США опубликовало результаты опроса, согласно которым запасы полупроводников у OEM-производителей сократились до менее чем пяти дней запаса для ключевых компонентов, как сообщается в пресс-релизе на сайте ведомства и в других СМИ. Компании сообщали в 2019 году, что обычно поддерживают запас в 40 дней для ключевых компонентов. Эти полупроводники, как оказалось, являются одними из самых сложных для приобретения из-за значительного несоответствия спроса и предложения, и давление спроса догоняет этих OEM-производителей.

Насколько велик избыточный спрос на рынке? Американская автомобильная промышленность была наиболее ярким примером дефицита, но это действительно касается всех. Группа респондентов опроса сообщила, что средний спрос на компоненты в 2021 году на 17% выше, чем в 2019 году. Это частично обусловлено покупками потребительской электроники. Персональные компьютеры, ноутбуки и планшеты также были основными двигателями спроса на компоненты полупроводников в течение 2020 и 2021 годов. Спрос на ПК в 2021 году вырос на 14,8% по сравнению с предыдущим годом, что привело к достижению уровней, не наблюдавшихся с 2012 года. Очевидно, что это все связано с пандемией, но это вызывает опасения, что дефициты будут продолжаться, поскольку многие не ожидают, что спрос так легко упадет. Тенденции электрификации, продолжающийся спрос на мобильные продукты и компьютеры, а также постоянные усилия по превращению всего в продукт IoT будут продолжать оказывать давление на производителей полупроводников, OEM-производителей и малые электронные компании.

Эти новости поднимают два вопроса, которые дизайнеры должны учитывать:

1. Является ли усилие по возвращению производства на родину слишком малым и слишком поздним, и будет ли оно эффективным в долгосрочной перспективе?
2. Что могут сделать дизайнеры в данный момент, чтобы подготовиться к потрясениям в цепочке поставок критически важных продуктов?

Приведет ли это к большему возвращению производства на родину?

Является ли вопрос о том, увеличит ли каждый американский производитель полупроводников свое коллективное присутствие в США или Европе, открытым вопросом. Отчет Министерства торговли является показательным в отношении производственных мощностей полупроводников. В отчете было обнаружено, что большинство производственных мощностей полупроводников работают на уровне 90 процентов загрузки или выше. В частности, производственные мощности заняты старыми технологиями, такими как устаревшие компоненты цифровой логики, используемые в автомобилях и других продуктах. Мощности также направляются на аналоговые чипы, используемые в управлении питанием, компоненты РЧ, и оптоэлектронные компоненты. Это охватывает широкий спектр компонентов, используемых в большинстве конструкций, так что это ставит большинство дизайнеров перед риском какого-либо сбоя в цепочке поставок.

Очевидным ответом для производителей полупроводников и их западных заказчиков является строительство новых заводов. Фактически, ситуация побудила Сенат США принять в прошлом году законодательство, предусматривающее выделение 52 миллиардов долларов в виде субсидий для производителей чипов на строительство новых заводов. К сожалению, мера все еще заблокирована в Палате представителей, поскольку план Байдена "Build Back Better" кажется мертвым в воде.

Теперь в игру вступает Intel, один из старейших и крупнейших производителей передовых компонентов. Компания объявила 21 января о планах потратить 20 миллиардов долларов на строительство двух новых заводов по производству полупроводников в Огайо к 2025 году. Компания планирует инвестировать в строительство до 8 новых заводов в штате с намерением сделать этот район «крупнейшим местом производства кремния на планете», сказал генеральный директор Intel Пэт Гелсингер в Time.

Несмотря на инвестиции от Intel, а также поддержку от организаций, таких как Ассоциация производителей печатных плат Америки (PCBAA) и Ассоциация инженеров печатных схем (PCEA), сомнительно, что восемь заводов будет достаточно, чтобы спасти цепочку поставок для западных компаний.

Мои размышления о волатильности цепочки поставок

В некоторых моих текущих проектах для клиентов всегда кажется, что что-то отсутствует на складе, или нужно пройти через какие-то кольца, только чтобы получить необходимое количество чипов. Это всегда происходит с компонентами, которые вы никогда не планируете или не ожидаете. Прошли те времена, когда можно было загрузить свой BOM на сайт дистрибьютора и нажать несколько кнопок, чтобы завершить заказ. Во второй половине 2022 года каждый проект использовал по крайней мере 2 дистрибьютора для заказа деталей, плюс 1 зарубежный брокер, взимающий в 10 раз больше цены уполномоченного дистрибьютора за критический компонент.

Мой подход к работе с цепочкой поставок заключается в том, чтобы ставить заказ на первый план, а не на последний. Мы обычно используем следующий набор стратегий для поддержки проектов клиентов:

• Определить основные компоненты на раннем этапе и заставить конечного клиента зафиксировать свой выбор. Затем мы закупаем их до начала проектирования. Обычно это основные МКУ или процессоры, которые будут управлять остальной частью проекта.
• В большинстве проектов будут использоваться другие менее передовые ASIC, для которых нет прямых замен. Мы также закупаем их заранее или предлагаем альтернативы, которые можно приобрести без ущерба для требований к производительности.
• Часто, когда эти компоненты найдены, мы определяем альтернативные детали из той же семьи продуктов или другой линейки продуктов, и планируем разработку некоторых вариантов с этими альтернативами.
• Клиентам часто приходится принимать трудные решения относительно стоимости, которые могут повлиять на производительность. Это обычно происходит, если приходится обращаться за границу и платить завышенные цены. Мы определяем эти моменты заранее и заставляем клиента принять курс действий.

Мой совет - сообщить обо всем этом клиентам заранее и заставить их принять сложные решения до того, как вы окунетесь в разработку нового дизайна с головой. Последнее, чего вы хотите, это создать красивую плату печатной схемы, только чтобы обнаружить, что вы не можете приобрести этот один критически важный компонент, который делает всю конструкцию работоспособной. Пока новые производственные мощности не появятся в наличии или пока циклическая природа полупроводниковой промышленности не вступит в силу, дизайнерам придется продолжать принимать эти важные решения на начальном этапе, чтобы обеспечить производство дизайна в срок и в рамках бюджета.

Когда вам нужен комплексный обзор цепочки поставок печатных плат внутри вашего программного обеспечения для дизайна, используйте лучшие в отрасли инструменты для проектирования печатных плат в Altium Designer®. Панель поиска производственных компонентов и функция Manufacturer Part Search panel и ActiveBOM в Altium Designer позволят вам и вашей команде оставаться продуктивными и эффективно сотрудничать над сложными электронными проектами через платформу Altium 365™. Все, что вам нужно для проектирования и производства сложной электроники, можно найти в одном программном пакете.

Мы только коснулись поверхности того, что возможно сделать с Altium Designer на Altium 365. Начните ваш бесплатный пробный период Altium Designer + Altium 365 сегодня.