Veraltete Halbleiter als Obsoleszenz-Problem der Auto-Industrie

Die Einführung elektronischer Schnittstellen für viele Kernsysteme des Automobils, die Integration von Fahrhilfen und Unterhaltungssystemen sowie die Umstellung des Marktes auf Elektrofahrzeuge führen dazu, dass Halbleiter einen immer größeren Teil des gesamten Materialbedarfs ausmachen. Der Bedarf der Automobilindustrie an einer langfristigen Verfügbarkeit von Halbleitern, die nicht nur die Entwicklungs- und Produktionsphasen, sondern auch 10 bis 15 Jahre After-Sales-Support abdeckt, steht jedoch im Widerspruch zu den immer kürzer werdenden Lebenszyklen von Halbleitern.

Welche Faktoren treiben die Obsoleszenz von Halbleitern?

In den letzten fast 3 Jahren hat die Nachfrage nach Halbleitern für die Automobilindustrie das Angebot bei weitem übertroffen. In diesen Zeiten überprüft jeder Teil der Lieferkette seine Produktprioritäten und konzentriert sich auf die profitabelsten Produkte, während die weniger profitablen eingestellt werden. Schon vor diesem jüngsten Zuteilungszeitraum stiegen die Ausmusterungen von Halbleiterprodukten im Jahr 2020 insgesamt um 19 Prozent. Hier sind einige der wichtigsten Faktoren, die diesen Trend beschleunigen:

Wafer-Fabs

Halbleiterhersteller und vor allem die hinter vielen von ihnen stehenden Drittunternehmen überprüfen regelmäßig ihre Technologie- und Komponenten-Roadmaps, indem sie ältere Linien streichen und in neue investieren. In den letzten zwei Jahren haben Drittanbieter die 110-nm-, 90-nm- und 45-nm-Prozesse geschlossen, und weitere Schließungen von Wafer-Technologien sind in Sicht. Die Schließung einer Fabrik bedeutet in der Regel, dass alle dort hergestellten Halbleiter veraltet sind. Die Portierung von Produkten in eine andere Fabrik ist heute sehr selten.

Gehäuse

Parallel dazu überprüfen die Verpackungsunternehmen, sowohl die der Halbleiterhersteller als auch unabhängige Dritte, die Wirtschaftlichkeit vieler Halbleitergehäuse. Ältere Leadframe-basierte Gehäuse wie PLCC, kleinere SOIC und QFPs haben kompliziertere Lieferketten. Es ist zu erwarten, dass sich die Veralterung bei allen alten Verpackungsarten beschleunigt.

Zusätzliche Kosten

Der Support für die Testerplattform ist endlich und wird von den Originalherstellern angeboten. Schließlich werden Ersatzteile und Software-Support zu kostspielig. Die Umstellung von Prüfverfahren auf eine neue Plattform ist zwar möglich, aber nur wenige Hersteller würden dies rechtfertigen. Die Vorhersage der Veralterung von Halbleitern wird immer schwieriger, vor allem wenn diese Entscheidungen innerhalb der Lieferkette der IC-Herstellung selbst getroffen werden. Herkömmliche Lebenszyklusalgorithmen haben Schwierigkeiten, dieses Paradigma zu antizipieren und zu funktionieren.

Die Gefahr zunehmender Halbleiterausfälle besteht: Mehr Betriebskapital wird in Last-Time-Buy (LTB)-Beständen gebunden. Zudem kommt es vermehrt zu Obsoleszenz-bedingten Umgestaltungen, die technische Ressourcen von neuen Produktdesigns abziehen. Bei perfekten Marktprognosen und idealen Lagerungsbedingungen sind die zusätzlichen Kosten für LTB-Bauteilbestände zwar unerwünscht, aber überschaubar. Allerdings ist es wahrscheinlicher, dass Änderungen in der Nachfrage und verzögerte Umgestaltungen zu einem Mangel oder Überschuss an Komponenten am Ende des Programms führen.

Der Prozess der Requalifizierung von Automotive-Systemen ist aufwändig, insbesondere bei sicherheitskritischen Anwendungen. Obsoleszenz-bedingte Umgestaltungen, die keine zusätzlichen Funktionen bieten, sollten nur als letztes Mittel in Betracht gezogen werden. Die Halbleiterkunden der Automobilindustrie müssen sich mit zwei Bedrohungen auseinandersetzen, nämlich mit der Unsicherheit im Lebenszyklus von Halbleitern und mit zunehmenden Abkündigungen von Komponenten sowie mit kürzeren Lebenszyklen von Komponenten.

Es ist wichtig, die Auswirkungen von Halbleiterausfällen zu kennen. Black-Box-Sourcing durch eine mehrstufige Lieferkette bedeutet, dass sich die Automobilhersteller von den Komponenten abgekoppelt haben. Eine vollständige Liste kritischer Teile für die gesamte Plattform ist ein wichtiger erster Schritt. Mit diesem Ausgangspunkt lassen sich die Lebenszyklen von Komponenten verfolgen, so dass frühzeitig proaktive Unterstützung möglich ist. Algorithmus-gestützte Vorhersagen spielen eine wichtige Rolle, aber die Planung von Versorgungsunsicherheiten sollte jetzt Teil jedes Prozesses sein. Autorisierte Mangel- und Ersatzteillieferanten wie Rochester Electronics können zusätzliche Markttrenddaten sowie eine risikofreie Quelle für aktive und veraltete Halbleiter liefern.

Um einen proaktiveren Ansatz mit garantierter Versorgungssicherheit zu bieten, hat sich Rochester Electronics verpflichtet, Halbleiterwafer und geistiges Eigentum nach der Abkündigung autorisiert zu kaufen und zu übertragen. Kunden, die von Abkündigungen betroffen sind und ihre kritischen Teilelisten weitergeben, können diese Investitionsstrategie beeinflussen und sich zukünftige Lieferoptionen sichern.

Die langfristige Lagerung von Wafern, gefolgt von der Produktion, bietet die wirtschaftlichste und flexibelste langfristige Unterstützung. Die Kunden verlangen einen Produktionsprozess, der Normen wie IATF-16949- für Qualitätsmanagementsysteme und ISO-14001 für Umweltmanagement einhält. Die Leistung entspricht genau der ursprünglichen Spezifikation der Komponente.