Jste zde

Zastarávání komponent – strašák všech výrobců i vývojářů

Každý úspěšný produkt, postavený na elektronice, dospěje do časového bodu, kdy výrobce začne čelit problémům s dostupností součástek pro další výrobu. Jak oddálit bod, kdy musí nastoupit redesign?

Problematika zastarávání součástek je profesionálům známá. Firmy se s ní setkávají opakovaně, hlavně ty s úspěšnými produkty, které na trhu vydrží pár let. Přesto jde o téma citlivé a patří mezi ty, o kterých se raději nemluví. A když, celé se to zúží do frází „nejsou čipy“ nebo „krize dodavatelského řetězce“, kterými automobilky v posledních letech omlouvaly svůj laxní přístup k zajištění zdrojů ve jménu principu „Chceme jen to nejlevnější“. 
Důvody ukončení výroby na straně prvovýrobců jsou stejné, jako u všech firem. Rádi vyrábí úspěšné produkty, které se dobře prodávají. Když prodej klesne pod úroveň, kdy se výroba vyplatí, je načase produkt odstavit. V sedmdesátých a osmdesátých letech minulého století, kdy se používání čipů masivně rozšiřovalo, se doba životnosti produktu pohybovala okolo 20 i 30 let, dnes je i desetkrát kratší. Nedávná krize ale nastavila poměry u výrobců tak, že u nových řad procesorů opět plánují životní cyklus kolem 10 let nebo více. 
Částečně je to spojeno se změnami výrobních technologií čipů. Ty mají také svoji životnost. Výroba starších součástek se tak postupně utlumuje a přesouvá do starších provozů, které je jsou schopny vyrábět. A když taková továrna náhodou shoří, znamená to okamžitý konec výroby bez náhrady. Stavět novou továrnu se zastaralým zařízením nedává smysl.

To koresponduje s životním cyklem produktů. Spotřební elektronika má cyklus vývoje a uvedení na trh kolem dvou let, naopak extrémně dlouhé jsou vývojové a kvalifikační cykly například v avionice nebo automobilovém průmyslu. Nové automobily, letadla nebo průmyslové řídicí jednotky obvykle stráví až 5 let ve fázi návrhu a kvalifikace. Když k tomu připočteme 5 až 7 let výroby a 7 až 10 let poprodejní podpory, součtem je i 20 let potřeby dodávek komponent. Výrobci čipů tak plánují zároveň nové čipy i výrobní kapacity pro ně.

Životní cyklus produktu i součástek

Nejméně problémů s životním cyklem součástek mají ty firmy, kde je logistické hledisko již součástí zadání vývoje. Pokud je v zadání vývoje definován životní cyklus finálního produktu, měly by být všechny použité součástky dostupné po stejnou dobu nebo nahraditelné bez změny desky plošného spoje. Je odpovědností vývojáře, aby použil takové komponenty, které budou odpovídat předpokládanému životnímu cyklu, nebo budou nahraditelné. 
 Zde se otevírá možnost využít kompatibilitu součástek v rámci porfolia stejného výrobce. TI, ST, Microchip,Renesas i další v rámci nové řady obvodů obvykle myslí i na zpětnou kompatibilitu s předchozími typy obvodů. Většinou tak jde najít stejné pouzdro, pinově kompatibilní, takže úpravu potřebuje jen firmware, ale ne deska se součástkami jako taková. 
U jednodušších obvodů může pomoci také cross reference od dalších dodavatelů, ale to už má řadu rizik v podobě pozměněné funkce nebo zkreslení signálů zesilovačů a podobně. Výjimku tvoří portfolio výrobců po fúzi, například Analog a Linear, kde probíhá záměrné sloučení produktových řad a výrobce přímo uvádí, že obvod LTCxxxx nahrazuje ADxxxxx.

Po krizi v minulých letech se také dostal opět ke slovu návrh obvodů, který přímo počítá s využitím variabilních zdrojů součástek. I to je za cenu cenových a funkčních kompromisů. Zatímco návrh, optimalizovaný na cenu, využije takový čip, který nejlépe plní funkci, zabírá nejméně místa a potřebuje minimální podporu z hlediska napájení a diskrétních prvků okolo, variabilní návrh musí na takové úspory zapomenout a přizpůsobit se možnostem záměnných obvodů a občas přidat i něco navíc. Velcí výrobci tento přístup podporují čím dál méně a logicky tlačí na to, aby všechny komponenty byly pokud možno z jejich portfolia. To uspoří součástky, místo na desce, čas vývoje i nějaké ty miliwatty spotřeby, ale je to sázka na jednu kartu.

Zastarávání a cena

Novější součástky mají obvykle vyšší cenu než ty, které jsou na trhu delší dobu, ale nabídnou delší životní cyklus a zpravidla také větší výkon, více funkcí a lepší podporu bezpečnosti. Levnější a nejlevnější řešení bývá vždy podezřelé. I když se u vstupů výroby hledí na každý vydaný cent, v horizontu několika let se taková úspora může proměnit ve vysoké náklady na zajištění součástek nebo redesign produktu.

Když je vývoj uzavřený, přechází problém do oddělení nákupu. To má jedinou možnost. Pečlivě sledovat u svých dodavatelů i výrobců, kdy se u dané komponenty objeví Product Discontinuation Notice (PDN) a s jakým termínem. Obvykle to bývá horizont desítek měsíců, nedávná doba ale přinesla i několik případů, kdy PDN obsahovalo termín okamžitě.
Blížící se end-of-life (EOL) pak přináší několik možností. Předzásobit se na dobu předpokládané výroby - Last Time Buy (LTB), využít alternativní součástky nebo se spoléhat na zásoby u specializovaných distributorů. Je ovšem obvyklé, že po vydání PDN začne cena součástky v prodejních kanálech stoupat a po ukončení výroby se nezřídka vyhoupne na několikanásobek původní ceny. Zároveň je potřeba vzít v úvahu finanční dopad nakoupených zásob a náklady na specializované skladování. Tyto navázané náklady bývají limitem velikosti nákupu do zásoby spolu s nejistotou další výroby. Protiargumentem jsou náklady ušlé příležitosti v důsledku předčasného ukončení výroby produktů, pokud výrobce nemá náhradu.

Pozornost si zaslouží také varianta nákupu od alternativních dodavatelů, zejména z Asie. Ti často nabízí vykoupené skladové zásoby nebo dokonce vlastní náhrady, tedy okopírované součástky. Zde je na místě nejvyšší obezřetnost, protože rizika padělaných a nekvalitních komponentů z neautorizovaných zdrojů představují dopady na kvalitu výroby a pozdější životnost výrobků. Dodavatelé často dodají i certifikáty o kvalitě a testování svých produktů. Bohužel je potřeba podotknout, že každá krabička na tržnici u hranic má samolepku Q.C.Passed. Pokud tedy k testování vůbec došlo, může být podřadné, nekvalitní, provedené neautorizovanými třetími stranami, které poskytují falešnou důvěru. Napodobenina testování může mít podobu vizuální, rentgenovou nebo částečnou kopii testovacích procesů původního výrobce. V reálu nelze u takových součástek vyloučit poškození vlhkostí nebo ESD.  Chyby se pak projeví až po osazení při zahořování nebo dokonce až po pár měsících provozu. A taková úspora opravdu nestojí za to.

Když přijde redesign

Když se zásoby a dostupnost kritické součástky dostanou na hranu rizika, znamená to vždy redesign produktu. Pro zdravou firmu je to vždy příležitost k inovacím, otázkou je, jak takový krok komunikovat odběratelům starších produktů. Odpověď je překvapivě jednoduchá – stejně jako to dělají dodavatelé součástek. Product Discontinuation Notice (PDN) je ustálený a srozumitelný formát, je vhodné dopředu informovat o tom, který produkt nahradí ten zastarávající. Následující End-of-Life oznámení jen potvrdí termín a přinese harmonogram pro poslední objednávky (Last Time to Buy). Doprodej zásob potom probíhá již s označením zastaralého produktu (Obsolete).

Existují komerční nástroje, které sledují životní cyklus komponenty, dodací lhůty a změny specifikací. Tyto nástroje mohou poskytovat výstrahy, které se spouštějí, když jsou vydána oznámení o ukončení produktu. V případě pár stovek potřebných čipů lze hledat v zásobách některého distributora, který se na produkty po konci životního cyklu specializuje.
Výběr správných komponent a dodavatele může mít dramatický dopad na dlouhodobou dostupnost. Nejlevnější zdroje nemusí být tou nejlepší volbou pro dlouhodobé dodávky. Je obtížné získat absolutní záruky dostupnosti zásob v dlouhodobém horizontu, protože může dojít k nepředvídaným přírodním katastrofám, nestabilitě trhu a akvizicím produktů, které nelze předvídat roky dopředu.

https://www.sensiblemicro.com/
https://www.rocelec.com/news/component-management-begin-before

Hodnocení článku: