人工智能正在重塑半导体产业,其影响远不止于数据中心。随着存储器厂商将产能和投资优先投向人工智能驱动的产品,一些用于长寿命系统的DDR3和DDR4器件正面临供应减少,以及比许多设计人员预期更早的生命周期终止公告。对于打造预计运行数十年的产品的工程师而言,半导体停产不仅是采购挑战,更是设计、认证和生命周期管理层面的根本问题。
航空航天、国防、交通、工业和医疗系统通常围绕长使用寿命设计,而其中的半导体技术商业寿命可能短得多。当关键器件到达生命周期终止(EOL)时,工程师可能面临艰难选择:确保足够库存、围绕替代器件重新设计系统,或维持原设计。
停产并不总能避免,但如果从一开始就将生命周期因素纳入设计和项目规划流程,就可以更好地管理其影响。
理解生命周期挑战
半导体产业的技术周期远短于使用其器件的系统的工作寿命。一个器件可能在对原始制造商不再具有商业吸引力之后,仍然在技术上非常适合某一应用。
对于长寿命行业而言,变更成本使问题更加复杂:修改已验证的设计可能引发大量测试、重新认证和重新鉴定。
按失去器件的代价划分优先级
生命周期规划首先要按器件对整体系统的重要性进行区分。一个易于替代的器件发出EOL通知,影响可能有限;而失去一个高度集成或难以认证的器件,则可能波及整个项目。
应评估每个器件在系统中的作用、技术上合适替代品的可获得性、认证要求、预期项目寿命,以及更改其周边硬件或软件带来的后果。
人工智能投资可能影响传统技术
当前大量半导体投资投向人工智能和高性能计算。虽然这些进展集中在先进制程,但其影响会延伸到较旧的技术世代。
存储器是一个有用的例子。随着厂商优先发展DDR5、GDDR6、HBM3和LPDDR5等产品,产能和投资可能从更早世代转移。然而,DDR3、DDR4和其他传统技术仍然是许多工业、医疗、航空航天及其他长寿命系统的一部分。
因此,生命周期规划需要覆盖更广泛的半导体生态系统,不仅包括处理器、微控制器和FPGA。存储器和支持器件对长期可获得性同样重要。
存储器迁移很少是简单的
存储器还说明,为何寻找替代器件并不只是找到容量相同的器件。数据位宽、速度、温度范围、封装、裸片配置以及其他特性等参数都可能影响兼容性。
在不同世代之间迁移可能带来架构和认证方面的考量。即使容量提升,如果原始设计是围绕特定器件配置完成认证的,也可能需要评估。
在原始设计阶段记录这些参数,并将这些信息作为产品生命周期记录的一部分加以维护,可以使未来评估更加直接。
围绕项目规划,而不仅是EOL通知
当器件到达EOL时,最后一次采购似乎是显而易见的应对方式。然而,对于还需要支持10年、15年或20年的项目而言,这未必可行。所需数量可能占用大量资金,而存储、库存管理和需求变化也会带来更多考量。
更长期的方法要从项目本身出发。预期产量、使用寿命要求、已装机设备支持,以及单个器件的关键程度,都会影响合适策略。
根据情况不同,这可能涉及库存规划、持续授权制造、重新设计,或多种方法结合。重要的是,在时间压力缩小选择空间之前考虑这些选项。
保护供应链,而不仅是设计
一旦器件停产,独立卖家和灰色市场卖家会填补空缺,带来假冒、回收或存储不当器件的风险。对于高可靠性和安全关键系统,从可完全追溯至原始制造商的授权来源采购,例如符合SAE AS6496的完全授权分销商罗切斯特电子,是避免该风险最可靠的方式。
技术对话的价值
生命周期管理也是一项信息共享工作。工程团队了解其产品架构和项目要求,而半导体和生命周期专家可以提供关于可获得性、制造能力和技术变化的洞察。
罗切斯特电子同时开展授权分销和许可制造业务。在授权成品器件仍可供应时,它们可提供持续支持的来源。当成品器件不再可得时,基于授权晶圆和裸片的许可制造提供了另一条途径,使部分传统器件继续供应。
罗切斯特的技术团队与当地销售团队和客户合作,审查物料清单,了解项目时间表,并检查器件寿命,讨论范围可从单个器件到数百个物料清单项的分析。
这些对话开展得越早,可保留的选项就越多。定期沟通也有助于确保预测、项目时间表或器件状态的变化反映在生命周期战略中。
迈向更具韧性的生命周期规划的五个步骤
这些步骤包括识别关键器件,创建关键部件矩阵并记录每个器件为何重要,包括更换或重新设计的潜在影响;定义项目寿命,记录预期产量、使用寿命要求和支持期限,10年要求可能需要不同于20年要求的方法;捕获兼容性参数,对于存储器等器件,记录决定互换性的特性,包括速度、位宽、温度、封装和裸片配置;尽早沟通,在收到EOL通知前与相关半导体和生命周期专家建立对话,早期可见性提供更多时间评估可用选项;保持信息最新,项目预测、设计变更和供应链动态都可能影响生命周期规划,定期审查有助于使战略与产品实际需求保持一致。
面向长寿命设计
半导体停产是技术生命周期的正常部分,但中断并非必然。
对于长寿命产品而言,生命周期思维意味着不仅考虑器件是否满足当前要求,还要考虑在系统预期寿命内它可能发生什么。理解关键性、记录兼容性要求,并围绕供应保持开放对话,都有助于减少未来变化带来的中断。
其结果未必是消除停产的方法,而是一种更有结构的管理方式,使工程团队更好地看清潜在风险,并有更多时间考虑自身选项。
来源: 海外媒体
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