Bạn Sẽ Làm Gì Với Nguyên Liệu Chip 5 Ngày Cho PCBs?

Chỉ khi bạn nghĩ rằng tình trạng thiếu hụt chip đang dần được giải quyết, chuỗi cung ứng lại một lần nữa bộc lộ những khó khăn và các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) của Mỹ lại tìm thấy mình trong một tình thế khó khăn khác. Tính đến ngày 25 tháng 1 năm 2022, Bộ Thương mại Mỹ đã công bố kết quả từ một cuộc khảo sát cho biết lượng hàng tồn kho bán dẫn tại các OEM chỉ còn dưới năm ngày dự trữ cho các linh kiện chính, như được báo cáo trong một bản phát hành trên trang web của bộ và trên các phương tiện truyền thông khác. Các công ty đã báo cáo vào năm 2019 rằng họ thường duy trì 40 ngày dự trữ cho các linh kiện chính. Những bán dẫn này, chỉ là một số linh kiện khó mua nhất do sự không tương xứng lớn giữa cung và cầu, và áp lực nhu cầu đang đuổi kịp những OEM này.

Vậy thị trường có bao nhiêu nhu cầu dư thừa? Ngành công nghiệp ô tô của Mỹ đã là hình mẫu cho tình trạng thiếu hụt, nhưng thực sự nó ảnh hưởng đến mọi người. Nhóm người trả lời khảo sát báo cáo rằng nhu cầu về linh kiện trung bình cao hơn 17% vào năm 2021 so với năm 2019. Điều này một phần được thúc đẩy bởi việc mua sắm điện tử tiêu dùng. Máy tính cá nhân, máy tính xách tay và máy tính bảng cũng là những yếu tố chính thúc đẩy nhu cầu về linh kiện bán dẫn trong suốt năm 2020 và 2021. Nhu cầu về PC vào năm 2021 tăng 14.8% so với năm trước, khiến nhu cầu đạt mức chưa từng thấy kể từ năm 2012. Rõ ràng tất cả đều liên quan đến đại dịch, nhưng điều này làm dấy lên lo ngại rằng tình trạng thiếu hụt sẽ tiếp tục khi nhiều người không mong đợi nhu cầu giảm xuống một cách dễ dàng. Xu hướng điện khí hóa, nhu cầu tiếp tục tăng đối với sản phẩm di động và máy tính, cũng như đẩy mạnh biến mọi thứ thành sản phẩm IoT sẽ tiếp tục gây áp lực lên các nhà sản xuất bán dẫn, OEM và các công ty điện tử nhỏ.

Tin tức đặt ra hai câu hỏi mà các nhà thiết kế nên xem xét:

1. Liệu nỗ lực onshoring có phải là quá ít quá muộn, và liệu nó có hiệu quả lâu dài không?
2. Nhà thiết kế có thể làm gì trong thời gian này để chuẩn bị cho những cú sốc chuỗi cung ứng đối với các sản phẩm quan trọng?

Liệu Điều Này Sẽ Thúc Đẩy Onshoring Nhiều Hơn?

Liệu mọi nhà sản xuất bán dẫn Mỹ sẽ tăng cường dấu ấn của họ tại Mỹ hay châu Âu là một câu hỏi mở. Báo cáo từ Bộ Thương mại là một tiết lộ liên quan đến khả năng sản xuất bán dẫn. Báo cáo phát hiện rằng phần lớn các cơ sở sản xuất bán dẫn đang hoạt động ở mức sử dụng 90 phần trăm hoặc cao hơn. Cụ thể, công suất sản xuất bị ràng buộc trong các công nghệ cũ, như các thành phần logic kỹ thuật số cũ được sử dụng trong ô tô và các sản phẩm khác. Công suất cũng được hướng đến các chip tương tự được sử dụng trong quản lý năng lượng, các thành phần RF, và các thành phần quang điện tử. Điều này bao gồm một phạm vi rộng lớn các thành phần được sử dụng trong hầu hết các thiết kế, vì vậy nó đặt hầu hết các nhà thiết kế vào nguy cơ gặp phải một số loại gián đoạn chuỗi cung ứng.

Câu trả lời rõ ràng dành cho các nhà sản xuất bán dẫn và cơ sở khách hàng phương Tây của họ là xây dựng các nhà máy mới. Thực tế, tình hình đã thúc đẩy Thượng viện Hoa Kỳ hành động vào năm ngoái và thông qua luật pháp cung cấp 52 tỷ đô la tiền trợ cấp cho các nhà sản xuất chip để xây dựng các nhà máy mới. Thật không may, biện pháp này vẫn bị bế tắc tại Hạ viện khi kế hoạch Build Back Better của Biden dường như đã chết yểu.

Giờ đây, Intel, một trong những nhà sản xuất linh kiện tiên tiến lâu đời và lớn nhất, đã bước vào cuộc. Công ty đã thông báo vào ngày 21 tháng 1 rằng họ dự định chi 20 tỷ đô la để xây dựng hai nhà máy bán dẫn mới tại Ohio vào năm 2025. Công ty dự định đầu tư vào tới 8 nhà máy mới tại bang này với ý định biến khu vực này trở thành “địa điểm sản xuất silicon lớn nhất trên hành tinh,” theo lời CEO của Intel, Pat Gelsinger trong Time.

Mặc dù có sự đầu tư từ Intel, cũng như sự ủng hộ từ các tổ chức như Hiệp hội Bảng Mạch In của Mỹ (PCBAA) và Hiệp hội Kỹ sư Bảng Mạch In (PCEA), vẫn có nghi ngờ rằng tám nhà máy sẽ không đủ để cứu chuỗi cung ứng cho các công ty phương Tây.

Suy ngẫm của tôi về sự biến động của chuỗi cung ứng

Trong một số dự án liên tục cho khách hàng của tôi, luôn có cảm giác là có thứ gì đó hết hàng, hoặc tôi phải vượt qua một số rào cản chỉ để có được số lượng chip cần thiết. Điều này luôn xảy ra với những linh kiện bạn không bao giờ lên kế hoạch hoặc mong đợi. Những ngày chỉ cần tải BOM lên trang web của nhà phân phối và nhấp vài nút để hoàn thành đơn hàng đã qua. Trong nửa cuối năm 2022, mỗi dự án đều sử dụng ít nhất 2 nhà phân phối để đặt hàng linh kiện, cộng thêm 1 nhà môi giới ở nước ngoài tính giá 10 lần giá của nhà phân phối ủy quyền cho một linh kiện quan trọng.

Cách tiếp cận của tôi để đối phó với chuỗi cung ứng là đặt việc đặt hàng vào giai đoạn đầu, không phải giai đoạn cuối. Chúng tôi thường sử dụng bộ chiến lược sau để hỗ trợ các dự án của khách hàng:

• Xác định các linh kiện chính sớm và yêu cầu khách hàng cuối cùng khóa lựa chọn của họ. Chúng tôi sau đó sẽ mua sắm những linh kiện này trước khi bắt đầu thiết kế. Những linh kiện này thường là MCU chính hoặc bộ xử lý sẽ điều khiển phần còn lại của thiết kế.
• Hầu hết các thiết kế sẽ bao gồm các ASIC ít tiên tiến hơn không có phương án thay thế trực tiếp. Chúng tôi cũng mua sắm sớm những linh kiện này hoặc đề xuất các phương án thay thế có thể mua được mà không làm ảnh hưởng đến yêu cầu về hiệu suất.
• Thường thì, khi những linh kiện đó được tìm thấy, chúng tôi sẽ xác định các phần thay thế khác từ cùng một dòng sản phẩm hoặc một dòng sản phẩm khác, và chúng tôi sẽ lên kế hoạch thiết kế một số biến thể với những phần thay thế này.
• Khách hàng thường phải đưa ra quyết định khó khăn về chi phí có thể ảnh hưởng đến hiệu suất. Điều này thường xảy ra nếu bạn phải đi nước ngoài và trả giá cao. Chúng tôi xác định những điều này từ trước và yêu cầu khách hàng cam kết một hướng đi.

Lời khuyên của tôi là hãy truyền đạt tất cả những điều này cho khách hàng từ sớm và khiến họ phải đưa ra những quyết định khó khăn trước khi bạn lao đầu vào một thiết kế mới. Điều cuối cùng bạn muốn xảy ra là tạo ra một bố cục PCB đẹp mắt, chỉ để phát hiện ra rằng bạn không thể mua được linh kiện quan trọng đó làm cho toàn bộ thiết kế hoạt động. Cho đến khi năng lực sản xuất mới được đưa vào hoạt động, hoặc cho đến khi tính chu kỳ của ngành công nghiệp bán dẫn lên ngôi, các nhà thiết kế sẽ phải tiếp tục đối mặt với những quyết định quan trọng này ngay từ đầu để đảm bảo thiết kế có thể được sản xuất đúng hạn và đúng ngân sách.

Khi bạn cần một cái nhìn toàn diện về chuỗi cung ứng PCB bên trong phần mềm thiết kế của mình, hãy sử dụng các công cụ thiết kế PCB tốt nhất trong ngành của Altium Designer®. Bảng Tìm kiếm Phần của Nhà sản xuất và tính năng ActiveBOM trong Altium Designer giúp bạn và đội ngũ của mình có thể duy trì hiệu suất làm việc và hợp tác hiệu quả trong các thiết kế điện tử tiên tiến thông qua nền tảng Altium 365™. Mọi thứ bạn cần để thiết kế và sản xuất điện tử tiên tiến đều có trong một gói phần mềm.

Chúng ta mới chỉ khám phá bề mặt của những gì có thể làm được với Altium Designer trên Altium 365. Bắt đầu dùng thử miễn phí Altium Designer + Altium 365 ngay hôm nay.