Soluções para disponibilidade de componentes de longo prazo
Há muitas peças em qualquer “quebra-cabeça” de produtos de semicondutores que podem resultar em obsolescência. Essas peças variam de receita de negócios a qualquer um dos subcomponentes que compõem produtos de semicondutores, como tecnologias de processos de fundição, encapsulamentos, arranjos de substratos ou terminais, plataformas de ensaio ou recursos de projeto. As peças do quebra-cabeça frequentemente incluem o foco geral corporativo ou de mercado de qualquer empresa de semicondutores. Focos de mercado podem mudar ao longo do tempo para uma empresa de semicondutores, mesmo se uma empresa de sistemas de longo prazo, como um cliente, não alterar o foco de seus próprios produtos. Compreender os riscos da disponibilidade de longo prazo em qualquer seleção de produtos e os números de peça oferecidos pelos fabricantes de componentes originais vai muito além dos relatórios de integridade das listas de materiais (BOM) fornecidos pelas várias ferramentas disponíveis comercialmente.
Como a cadeia de suprimentos de fabricação afeta a disponibilidade de produtos no longo prazo?
A maioria dos produtos de semicondutores mais antigos é montada com encapsulamentos de arranjos de terminais, como DIP, PLCC, QFP e PGA. O mercado de semicondutores afastou-se dos encapsulamentos de arranjos de terminais como o principal impulsionador de volume e migrou para montagens com base em substratos.
Por que o setor se afastou dos conjuntos de arranjos de terminais?
É importante abordar o histórico de locais de montagem, margens de lucro e o movimento em direção a desempenhos cada vez maiores para compreender completamente por que montagens de arranjos de terminais estão desaparecendo.
A montagem offshore começou a ganhar força durante a década de 1980. Isso foi antes do domínio da TSMC com tecnologias de fundição. A montagem offshore foi impulsionada principalmente por custos, mas também por restrições ambientais, pois os processos de montagem da década de 1980 não eram tão limpos quanto os de hoje. A pressão por margens de lucro maiores eliminou gradualmente vários fornecedores de arranjo de terminais do cenário, até que apenas os maiores fornecedores pudessem permanecer lucrativos. As margens de lucro em arranjos de terminais foram reduzidas para um dígito, enquanto a maioria das margens de empresas de semicondutores tendia a 50%. Os volumes de arranjos de terminais atingiram o pico na década de 1990 e no início dos anos 2000, concomitantemente com a demanda por E/S de alta velocidade e a invenção da montagem BGA. Descobriu-se que fios de ligação limitavam o desempenho de E/S de alta velocidade, como a encontrada em PCI-e, Ethernet multigigabit, SATA, SAS, s-Rio e outras soluções. Os padrões de E/S e outros novos padrões on-line tinham metas de desempenho que fios de ligação nunca teriam sido capazes de alcançar. O aumento substancial das velocidades dos dispositivos era acompanhado pelo grande crescimento da potência desses dispositivos.
O fio de ligação distribui potência do lado de fora do chip em direção ao núcleo. Para produtos de desempenho mais alto disponibilizados na década de 1990, obter potência para o dispositivo de fora do chip não era suficiente. Chip virado e substratos em BGAs aliviaram o desafio de distribuição de potência fornecendo potência diretamente ao núcleo e removendo os fios de ligação, permitindo assim uma melhor integridade do sinal com padrões SerDes de alta velocidade. Conforme os volumes de montagens de arranjos de terminais diminuíram no início dos anos 2000, apareceram as montagens QFN para encapsulamentos com contagem mais baixa de pinos. QFNs são montagens com base em substratos que usam principalmente fio de ligação em altos volumes. Atualmente, as montagens de arranjos de terminais têm volumes muito mais baixos do que montagens com base em substratos. O maior custo para instalar montagens de arranjos de terminais é com ferramentas de recorte e forma. Conforme o volume de arranjos de terminais diminuiu, o custo para substituir ferramentas de recorte e forma de arranjos de terminais, juntamente com a margem de lucro de um dígito de fornecedores offshore, gerou uma enorme pressão para abandonar de vez montagens de arranjos de terminais.
O setor abandonou montagens de arranjos de terminais porque o desempenho da tecnologia exigia zero fio de ligação e os custos para continuar com montagens de arranjos de terminais de volume mais baixo eram enormes.
A Rochester Electronics ciente disso antecipou-se a essas tendências e investiu simultaneamente em montagens de arranjos de terminais, bem como em montagens QFN e BGA com base em substratos. Com bilhões de chips e wafers em armazenamento e a maioria deles exigindo montagens de arranjos de terminais, certamente foi uma decisão lógica fazer isso. A Rochester não só está investindo em opções caras de recorte e forma para encapsulamentos PLCC não mais disponibilizadas pela maior empresa de montagem do mundo, que está desistindo de muitas outras opções, mas também montamos uma fábrica de montagem para longo prazo nos EUA que pode suportar quase todos os tipos de montagem existentes.
Também é necessária uma solução de ensaio viável após a implantação de uma solução de montagem. Considere as mesmas tendências que ocorrem na tecnologia de testador para permitir a transição para ensaios de montagem de substratos em que existem desconexões que podem resultar em obsolescência. Os mais novos manipuladores para ensaio de produção são voltados principalmente para conjuntos como base em substratos. Todos os esforços de redução de custos para produção em volume atualmente se baseiam em montagens de substratos. O ensaio para produção de menor volume em um local de OSAT é menos viável conforme os volumes diminuem, especialmente se esse produto se basear em arranjo de terminais.
Presumindo a disponibilidade de wafers, e se uma empresa simplesmente adquirisse uma cadeia de suprimentos de OSAT existente para continuar a fornecer o mesmo produto de semicondutor?
A Rochester Electronics acredita que essa é uma solução de curto prazo. Lembre-se das peças do quebra-cabeça de fabricação que examinamos, de arranjos de terminais e montagem até o ensaio. Se um único elo na cadeia de OSAT for considerado economicamente inviável no futuro, um evento de obsolescência deve ser o resultado. O risco dessa obsolescência aumenta se uma empresa que apoie a gestão da cadeia de suprimentos de OSAT não puder impulsionar o volume de produtos que a empresa de semicondutores original teria. Portanto, essa empresa não pode aproveitar o mesmo nível de continuação de produtos. No curto prazo, a gestão da cadeia de OSAT pode manter um produto em produção, mas normalmente isso não é viável em longo prazo.
Como fabricante licenciada de semicondutores, a Rochester já fabricou mais de 20 000 tipos de dispositivo. Com mais de 12 bilhões de chips em estoque, a Rochester tem a capacidade para fabricar mais de 70 000 tipos de dispositivo.
Há mais de 40 anos, em parceria com mais de 70 dentre os principais fabricantes de semicondutores, a Rochester fornece aos nossos prezados clientes uma fonte contínua de semicondutores críticos.
Rochester oferece uma gama completa de serviços de fabricação:
- Serviços de projeto: podemos replicar o dispositivo original evitando os longos e caros processos de requalificação, recertificação ou reprojeto do sistema. O produto final é uma reposição garantida de forma/adaptação/funcionalidade de acordo com o desempenho da ficha técnica original.
- Armazenamento de wafer: nossos recursos de última geração incluem ambiente controlado por nitrogênio com certificação ISO-7/10K, sala e gabinetes individuais seguros, caixas secas de aço inoxidável que incorporam controle de umidade de microprocessadores.
- Processamento de wafer: inclui afinamento (BSG), corte, inspeção de chips e classificação utilizando equipamentos de ponta em nossas instalações de Newburyport, MA.
- Serviços de montagem: oferecemos uma gama completa, incluindo montagem de encapsulamentos de CI rápidos, montagem hermética, montagem de materiais plásticos, acabamento dos terminais do componente, encapsulamento, substrato e replicação de arranjo de terminais com vários acabamentos, incluindo Sn, SnPb e RoHS.
- Serviços de ensaio: prestamos diversos serviços de ensaio de alta qualidade, incluindo analógico, digital, sinal misto, memória e potência, com várias plataformas legadas até soluções de ensaio avançadas.
- Serviços analíticos e ensaios de confiabilidade: temos experiência significativa que permite aos nossos clientes acelerar os mecanismos potenciais de falha, ajudar a identificar a origem e tomar medidas para prevenir o modo de falha. Os serviços analíticos incluem análise elétrica, de materiais e de polímeros.
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