Soluciones para la disponibilidad de componentes a largo plazo
Soluciones para la disponibilidad de componentes a largo plazo
El “rompecabezas” de los semiconductores tiene muchas piezas que pueden generar obsolescencia. Estas piezas van de ingresos comerciales a los subcomponentes de los productos de semiconductores, como tecnologías de procesos de fundición, paquetes, marcos de plomo o sustratos, plataformas de prueba o recursos de diseño. Las piezas del rompecabezas a menudo incluyen un enfoque corporativo o comercial integral para cualquier empresa de semiconductores. Los focos del mercado pueden cambiar con el tiempo para las empresas de semiconductores, incluso aunque una empresa de sistemas a largo plazo, como un cliente, no altere el enfoque de su producto. Comprender los riesgos de disponibilidad a largo plazo en la selección de productos y los números de piezas de los fabricantes de componentes originales va más allá de los informes de estado de la lista de materiales (BOM) provistos por las diferentes herramientas disponibles comercialmente.
¿Cómo afecta la cadena de suministro de fabricación a la disponibilidad de productos a largo plazo?
La mayoría de los productos de semiconductores más antiguos se montan en paquetes con marco de plomo, como DIP, PLCC, QFP y PGA. El mercado de semiconductores se ha alejado de los paquetes con marco de plomo como principal impulsor de volumen hacia los montajes basados en sustratos.
¿Por qué la industria se alejó de los montajes con marco de plomo?
Es importante abordar el historial de ubicaciones de montaje, márgenes de ganancia y traspasos a mayores rendimientos para comprender de lleno por qué los montajes con marco de plomo están desapareciendo.
El montaje en el extranjero comenzó durante la década de los ochenta. Esto fue antes del dominio de la TSMC con sus tecnologías de fundición. El montaje en el extranjero fue impulsado principalmente por los costos, pero también por las restricciones ambientales, dado que los procesos de montaje de la década de los ochenta no eran tan limpios como los actuales. La presión de mayores márgenes de ganancia gradualmente eliminó a numerosos proveedores de marcos de plomo; solo los principales proveedores podían ser rentables. Los márgenes de ganancia de los marcos de plomo se redujeron a números de un dígito, mientras que los márgenes de la mayoría de las empresas de semiconductores subieron al 50 %. Los volúmenes de marcos de plomo alcanzaron la cima en los noventa y a principios de 2000, al mismo tiempo que el impulso hacia la E/S de alta velocidad y la invención del montaje BGA. La E/S de alta velocidad, por ejemplo, en PCI-e, Multigigabit Ethernet, SATA, SAS, s-Rio y más, descubrió que las uniones de conectores tenían un rendimiento limitado. Los estándares de E/S y otros estándares nuevos en línea tenían hojas de ruta de rendimiento que las uniones de conectores nunca podrían lograr. A medida que aumentaron considerablemente las velocidades de los dispositivos, lo mismo sucedió con la potencia.
Las uniones de conectores distribuyen la potencia desde fuera del chip hacia el núcleo. Para que los productos de mayor rendimiento tuvieran disponibilidad en la década de los noventa, energizar los dispositivos desde fuera de la matriz no era suficiente. Los sustratos y circuitos invertidos en BGA aliviaron el desafío de la distribución de potencia brindando alimentación directa al núcleo y eliminando las uniones de conectores, lo que permitió una mejor integridad de la señal con estándares SerDes de alta velocidad. A medida que los montajes con marco de plomo declinaron a principios de 2000, surgieron los montajes QFN para los paquetes con bajo número de pines. Los montajes QFN están basados en sustratos que usan principalmente uniones de conectores en altos volúmenes. Si avanzamos al presente, hay menos volúmenes de montajes con marco de plomo que basados en sustratos. El mayor costo de instalación de los montajes con marco de plomo es la herramienta de corte y conformado. Ha medida que el volumen de marcos de plomo ha disminuido, el costo para reemplazar esta herramienta, junto con los márgenes de ganancia de un dígito de los proveedores extranjeros, ha puesto una enorme presión para alejarse de los montajes con marco de plomo.
La respuesta a por qué la industria se alejó de los montajes con marco de plomo es que el rendimiento de la tecnología demandaba la ausencia de uniones de conectores y los costos de disminución del volumen de los montajes con marco de plomo eran abrumadores.
Rochester Electronics conocía y se anticipó a estas tendencias e invirtió simultáneamente tanto en los montajes con marco de plomo como en los montajes QFN y BGA basados en sustratos. Con miles de millones de matrices y obleas almacenados que requerían montajes con marco de plomo, sin dudas fue la decisión más lógica. Rochester no solo invirtió en costosas opciones de corte y conformado para los paquetes PLCC que ya no estaban disponibles en la mayor planta de montaje del mundo y en muchas otras, sino que también estableció una fábrica ensambladora a largo plazo con sede en Estados Unidos para brindar soporte a todos los tipos de montaje existentes.
Una vez vigente la solución de montaje, también debe viabilizarse una solución de prueba. Considere las mismas tendencias en las tecnologías de prueba para permitir la transición a las pruebas de montaje basado en sustratos, donde existen desconexiones que pueden terminar en la obsolescencia. Los encargados de las pruebas de producción apuntan principalmente a los montajes basados en sustratos. Los esfuerzos para reducir los costos de la producción en volumen se basan actualmente en montajes basados en sustratos. La prueba para menores volúmenes de producción en la planta de OSAT es menos factible a medida que disminuyen los volúmenes, especialmente si el producto está basado en un marco de plomo.
Asumiendo la disponibilidad de obleas, ¿qué sucede si una empresa simplemente adquiere una cadena de suministro de OSAT existente para seguir proporcionando el mismo producto semiconductor?
Esto es lo que Rochester Electronics considera una solución a corto plazo. ¿Recuerda las piezas del rompecabezas de fabricación que examinamos desde los montajes y marcos de plomo hasta las pruebas? Si un solo eslabón en la cadena de OSAT se considera económicamente inviable, cabe esperar un evento de obsolescencia. El riesgo de obsolescencia aumenta cuando las empresas que respaldan la gestión de la cadena de suministro de OSAT no pueden impulsar el volumen de productos al igual que las empresas de semiconductores originales. Por lo tanto, esas empresas no pueden aprovechar el mismo nivel de continuidad del producto. A corto plazo, la gestión de la cadena de OSAT puede mantener la producción de un producto, pero es inviable a largo plazo.
Como fabricante de semiconductores con licencia, Rochester ha producido más de 20,000 tipos de dispositivos. Con más de 12,000 millones de matrices en su inventario, Rochester tiene la capacidad de fabricar más de 70,000 tipos de dispositivos.
Durante 40 años, en colaboración con más de 70 fabricantes líderes de semiconductores, Rochester ha proporcionado a nuestros valiosos clientes una fuente continua de semiconductores críticos.
Rochester ofrece un rango completo de servicios de fabricación:
- Servicios de diseño: podemos replicar el dispositivo original sin la larga y costosa recalificación, recertificación o reforma del sistema. El producto final es un reemplazo garantizado en forma, ajuste y función que ofrece el rendimiento que se establece en la hoja de datos original.
- Almacenamiento de obleas: nuestras capacidades de próxima generación incluyen la certificación ISO-7/10K, un entorno controlado por nitrógeno, gabinetes individuales y salas seguras, y cajas secas de acero inoxidable con control de humedad por microprocesador incorporado.
- Procesamiento de obleas: incluye rectificado (BSG), troceado, inspección y clasificación con equipos modernos en las instalaciones de Newburyport, MA.
- Servicios de montaje: brindamos un amplio rango de montaje de paquetes de CI rápido, montaje hermético, montaje de plástico, acabado en plomo de componentes, réplicas de marcos de plomo y basados en sustratos, con una variedad de acabados de plomo, como Sn, SnPb y RoHS.
- Servicios de prueba: ofrecemos una gama de servicios de prueba de alta calidad que incluyen señales analógicas, digitales y mixtas, memorias y potencia con una variedad de plataformas heredadas a través de soluciones de prueba avanzadas.
- Servicios analíticos y pruebas de fiabilidad: tenemos una gran experiencia en ayudar a nuestros clientes a acelerar los posibles mecanismos de falla, lo que nos ayuda a identificar la causa raíz y tomar medidas para prevenirla. El rango de servicios analíticos incluye análisis eléctrico, de materiales y polímeros.
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