คำถามเกี่ยวกับการสนับสนุนระยะยาวสำหรับการออกแบบบอร์ดเก่า

คำถามนี้สรุปได้จากการสนทนาในการสนทนาวิศวกรรมไฟฟ้า StackExchange
มันทำซ้ำที่นี่ด้วยความหวังที่จะสร้างการสนทนาที่มีค่าระยะยาว

คำถามสำหรับทุกคนที่มีประสบการณ์เกี่ยวกับการออกแบบผลิตภัณฑ์วงจรชีวิตยาว ( > 30 ปี ):
โดยทั่วไปคุณออกแบบโดยคำนึงถึงความล้าสมัย / การหยุดทำงานของชิ้นส่วนสำคัญภายในวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์หรือไม่?

โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากไม่สามารถใช้งานได้เทียบเท่าพินสำหรับ IC ที่เฉพาะเจาะจงอีกต่อไปแล้วมีการวางแผนอย่างไร ไม่ใช่ผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ทุกคนซื้อการแจ้งเตือนตลอดอายุการใช้บรรจุภัณฑ์และผู้ผลิตบางรายก็พับขึ้นและหายไป

บริบทที่นี่เป็นที่ของผลิตภัณฑ์ที่ลูกค้าของฉันมีมากกว่า 100k ซีบีเอสในสินค้าคงคลังและมากกว่า 2 ล้านอุปกรณ์ที่ติดตั้งกว่า 30 ปี สองส่วนสำคัญที่ใช้ในบอร์ดไม่มีอยู่อีกต่อไปและใกล้เคียงกันคือ SMT ทั้งหมด ไอซีทั้งหมดบนบอร์ดต้นฉบับเป็นแบบจุ่มและมีปลั๊ก ไอซีที่มีปัญหาบางส่วนนั้นเป็นชิ้นส่วนประมวลผลสัญญาณอนาล็อกต่อเนื่องแบบล้าสมัยส่วนที่เหลือเป็นลอจิกดิจิตอลและสามารถทดแทนได้อย่างง่ายดายโดยเทียบเท่า ASIC หรือ MCU ขึ้นอยู่กับความซับซ้อน

มีเวิร์กโฟลว์ซ่อมแซม (ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมรับประกันความสามารถในการให้บริการ 20 ถึง 30 ปี) และมีเวิร์กโฟลว์การผลิต (ใบสั่งซ้ำจำนวนบอร์ดนับพันต่อปี)

การตอบสนองต่อคณะกรรมการในขณะที่คำแนะนำในอุดมคตินั้นไม่ใช่ตัวเลือกในกรณีนี้เนื่องจากแผนกจัดซื้อของลูกค้าปลายทางจะพิจารณาการเปลี่ยนแปลง PCB พื้นฐานเป็น "ผลิตภัณฑ์ใหม่" ดังนั้นจึงต้องมีการประเมินผู้ขายคู่แข่งและการเจรจาต่อรอง สัญญา - สิ่งนี้จะทำให้เกิดกระบวนการประมูลใหม่และอาจสูญเสียธุรกิจประจำปีสำหรับลูกค้าของฉันไปเป็นคู่แข่งได้

การซ่อมแซมอุปกรณ์ไซต์ลูกค้าปัจจุบันดำเนินการโดยการทำซ้ำด้วยตนเองในฟิลด์อุปกรณ์ไม่ได้รับอนุญาตให้นำกลับไปที่การประชุมเชิงปฏิบัติการ การเปลี่ยนบอร์ดจะเกิดขึ้น แต่บอร์ดการเปลี่ยน "ใหม่" จะต้องเหมือนกันในเลย์เอาต์ PCB กับบอร์ดที่ถูกแทนที่เนื่องจากลูกค้าปลายทางไม่ได้ทำการเปลี่ยนแปลงใด ๆ

ข้อเสนอที่ได้รับการพิจารณาถึงแม้ว่าจะยังไม่ได้รับการตรวจสอบกับทีมจัดซื้อของลูกค้าก็คือการแทนที่กรมทรัพย์สินทางปัญญาด้วย PCBs ขนาดเล็กที่มีขนาดเหมือนกันโดยเสียบเข้ากับซ็อกเก็ต DIP บนกระดานหลัก สิ่งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อลดความเสี่ยงและเวลาในการทำงานภาคสนาม

ดังนั้นกลับไปที่คำถาม: ประสบการณ์ EE เชิงปฏิบัติในการวางแผนสำหรับวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์และความท้าทายที่เกี่ยวข้องคืออะไร ยินดีต้อนรับแนวคิดที่ยอดเยี่ยมสำหรับ " ครั้งต่อไป "

ฉันไม่ได้ทำงานอะไรที่ต้องการอายุการใช้งาน 30 ปี แต่ฉันได้ทำงานกับผลิตภัณฑ์ที่เข้าสู่อุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์และต้องการการสนับสนุนมากกว่า 10 ปี

อย่างน้อยในกรณีดังกล่าวลูกค้าของเรามีสติพอที่จะตระหนักว่าบางครั้งการออกแบบใหม่เล็กน้อยเป็นโซลูชันที่คุ้มค่าและน่าเชื่อถือที่สุด

ไม่ใช่ผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ทุกคนที่ซื้อการแจ้งเตือนตลอดชีวิตด้วยแพคเกจ

ผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ที่มีชื่อเสียงทุกรายจะแจ้งเตือนตามหมายเลขต่อชิ้นส่วน หากมีผู้ผลิตรายหนึ่งที่ไม่ทำเช่นนี้ฉันจะไม่ซื้อจากพวกเขาสำหรับโครงการใด ๆ ปล่อยให้เป็นหนึ่งเดียวกับข้อกำหนดการสนับสนุนที่เข้มงวดของคุณ

ผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงไม่เพียง แต่แจ้งว่าชิ้นส่วน / บรรจุภัณฑ์ล้าสมัยพวกเขาแจ้งให้ทราบถึงการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในผลิตภัณฑ์ที่อาจส่งผลกระทบต่อคุณภาพ (ในมาตรฐาน ISO 9000) ตัวอย่างเช่นพวกเขาแจ้งให้ทราบว่าเสร็จสิ้นการเปลี่ยนจะเปลี่ยนจากดีบุกตะกั่วเป็นเคลือบดีบุก พวกเขาแจ้งว่ากระบวนการบรรจุอุปกรณ์ถูกย้ายจากโรงงานหนึ่งไปยังอีกแห่งหนึ่งหรือไม่

ผู้ผลิตบางรายเพียงพับขึ้นและหายไป

สิ่งนี้ไม่สามารถช่วยได้แน่นอน และมีความเสี่ยงอื่นที่คล้ายคลึงกัน

เดวิดพูดถึงกรณีที่เกิดไฟไหม้โรงงานทำให้ผลิตภัณฑ์ล้าสมัยโดยไม่แจ้งให้ทราบล่วงหน้า ในอีกกรณีหนึ่งเมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันรู้ว่า บริษัท เซมิคอนดักเตอร์ fabless (ขนาดใหญ่และที่รู้จักกันดี) ถูกบังคับให้ล้าสมัยหลายสายผลิตภัณฑ์เนื่องจากผู้ขายโรงหล่อของพวกเขาตัดสินใจที่จะปิดสายการผลิตที่เก่ากว่า อย่างน้อยก็ในกรณีนี้พวกเขาสามารถแจ้งให้ทราบล่วงหน้าและอนุญาตให้ซื้อตลอดชีวิต แต่ผลิตภัณฑ์ของพวกเขาไม่ใช่ทรานซิสเตอร์ $ 0.05 พวกมันซับซ้อน $ 20 - $ 200 IC ดังนั้นคุณสามารถจินตนาการการลงทุนที่จำเป็นสำหรับการซื้อตลอดชีพ

ความเสี่ยงอื่น ๆ - ระเบียบ

อีกสิ่งที่ต้องระวังคือการเดินขบวนของกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม คำสั่ง RoHS ของยุโรปและกฎหมายที่คล้ายกันอาจไม่มีผลบังคับใช้กับผลิตภัณฑ์ของคุณ แต่จะมีผลกับซัพพลายเชนของคุณ ตัวอย่างเช่น RoHS บังคับให้ออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ครบกำหนดจำนวนมากเพื่อลดปริมาณการขายสำหรับส่วนประกอบที่ครบกำหนดจำนวนมากซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความล้าสมัยบางส่วนเนื่องจากชิ้นส่วนเฉพาะไม่สามารถทำกำไรได้

RoHS รุ่นใหม่คาดว่าภายในไม่กี่ปี ดังนั้นคุณสามารถคาดหวังว่าคลื่นลูกใหม่ของความล้าสมัยในขณะที่ตลาดมีความสัมพันธ์กับกฎใหม่

ความเสี่ยงอื่น - การเปลี่ยนแปลงของตลาด

หากคุณออกแบบผลิตภัณฑ์เมื่อ 30 ปีก่อนและคุณออกแบบด้วยส่วนประกอบที่มาหลายอย่างเช่น 2N2904 และ 74LS04 คุณอาจมีความเป็นไปได้ที่จะได้ชิ้นส่วนทั้งหมดในวันนี้

แต่แนวโน้มในช่วงหลายปีที่ผ่านมาอยู่ห่างจากส่วนประกอบหลายแหล่งที่มา มีการสร้างผลิตภัณฑ์ใหม่จำนวนน้อยมากในผู้ผลิต และชิ้นส่วนที่อยู่ในระดับความซับซ้อนใกล้เคียงกับสิ่งที่มีให้เมื่อ 30 ปีที่แล้ว --- ประตูตรรกะฐานสิบหกทรานซิสเตอร์แต่ละตัว ฯลฯ แม้กระทั่งอุปกรณ์ "ง่าย ๆ " เช่นอุปกรณ์ควบคุมพลังงานเชิงเส้นก็ซับซ้อนพอที่จะไม่มีใครพยายามทำซ้ำการออกแบบของ บริษัท อื่น อย่างแน่นอน

หากคุณต้องการออกแบบในไมโครโปรเซสเซอร์หรืออุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้คุณจะติดอยู่กับส่วนประกอบเดียวที่มาและความเสี่ยงทั้งหมดสำหรับการสนับสนุนระยะยาวที่เกี่ยวข้อง

ยิ่งไปกว่านั้นตามที่เรื่องเล็ก ๆ ของฉันชี้ให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นของ บริษัท เซมิคอนดักเตอร์ fabless เพิ่มความเสี่ยงเพราะนั่นหมายความว่าผู้ขายชิปของคุณอาจไม่สามารถควบคุมทรัพยากรการผลิตของตนเองได้

กลยุทธ์

สำหรับฉันมันฟังดูราวกับว่าทีมขายของคุณจำเป็นต้องติดต่อกับลูกค้ารายนี้ให้มากขึ้น

ทางเลือกหนึ่งคือบอกพวกเขาว่าคุณสามารถแก้ไขปัญหาได้ แต่เพื่อรักษาระดับการสนับสนุนนี้ราคาผลิตภัณฑ์จะเพิ่มขึ้น XX% ในแต่ละปีตลอดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ที่เหลือ คุณสามารถซื้อผลิตภัณฑ์ที่ล้าสมัยเหล่านี้ได้ตลอดชีวิต แต่คุณจะต้องจ่ายเงินสำหรับการประเมินผลทางวิศวกรรมของข้อกำหนดช่างเทคนิคในการจัดการชิ้นส่วนที่ประดิษฐ์ ฯลฯ และคุณต้องการรายได้จากผลิตภัณฑ์เหล่านี้เพื่อสนับสนุน

อีกวิธีหนึ่งคือการเรียกป้านของพวกเขาในกระบวนการซื้ออีกครั้ง - ไม่สามารถมีคู่แข่งจำนวนมากออกมีที่สามารถรองรับความต้องการอายุการใช้งานเหล่านี้และผู้ที่สามารถราคาตาม ยิ่งไปกว่านั้นทีมของคุณมีประสบการณ์กับแอปพลิเคชันเฉพาะนี้และข้อกำหนดรายละเอียดของลูกค้าทำให้คุณได้เปรียบเมื่อมีการเสนอราคาโครงการ ใครจะรู้คุณสามารถออกจากการประมูลอีกครั้งโดยทำสัญญาในราคาขายที่สูงขึ้นอย่างมาก

การจัดการความล้าสมัยของส่วนประกอบเป็นเวลา 30 ปีเป็นงานที่ยาก แม้กระทั่ง 10 ปีนั้นยอดเยี่ยมสำหรับทุกสิ่งยกเว้นผลิตภัณฑ์ที่เรียบง่ายที่สุด

เพียงแค่ใส่ซัพพลายเออร์และผู้ผลิตจะไม่น่าเชื่อถือในช่วง 30 ปี ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้าพวกเขาจะหยุดการทำชิปโดยไม่ต้องแจ้งให้ทราบล่วงหน้าหรือเพียงแค่หยุดอยู่ มีผู้ผลิตรายหนึ่งเมื่อประมาณ 6 ปีที่แล้วซึ่งเกิดเพลิงไหม้ที่โรงงานเก่าแห่งหนึ่งของพวกเขา แทนที่จะสร้างใหม่และเริ่มทำชิปเหล่านั้นอีกครั้งพวกเขาเพียงล้าสมัยชิปทั้งหมดที่ทำไว้ที่นั่น

แม้จะมีความตั้งใจที่ดีที่สุดของทุกคน แต่บางส่วนก็ใช้งานไม่ได้

หากไม่อนุญาตให้ใช้แผงวงจรพิมพ์ PCB ทางออกที่น่าเชื่อถือเพียงวิธีเดียวคือจัดหาสต็อค 30 ปีสำหรับชิ้นส่วนทั้งหมด มันซับซ้อนกว่าที่ฟังดูเพราะบางส่วนมีอายุการใช้งานที่ จำกัด ชิ้นส่วนจะต้องถูกเก็บไว้ในระยะยาวในการเก็บรักษาที่ควบคุมอุณหภูมิและความชื้นและแม้กระทั่งบางส่วนจะยังคงไม่ถึง 30 ปี การจัดเก็บส่วนประกอบเป็นเวลา 30 ปีขึ้นไปจะต้องได้รับคำปรึกษาจากผู้ผลิตเพื่อกำหนดเงื่อนไขการจัดเก็บในอุดมคติ เอกสารเกี่ยวกับวิธีการจัดเก็บและประสานชิ้นส่วนอย่างถูกต้องจะต้องถูกเก็บถาวร ตัวอย่างเช่นหากจำเป็นต้องอบก่อนการประกอบคำแนะนำเหล่านั้นจะต้องได้รับการบันทึก

หากอนุญาตให้ใช้ respin ได้ทางออกที่ดีที่สุดคือเก็บข้อมูลการออกแบบทั้งหมดและเขียนเอกสารเพิ่มเติมเพื่ออำนวยความสะดวกในการออกแบบใหม่ทุก 4 ถึง 10 ปี ในความคิดของฉันนี้เป็นทางออกที่ดีที่สุด (สมมติว่าอนุญาตให้ใช้ respin) ช่วยให้ผลิตภัณฑ์มีวิวัฒนาการตลอดเวลาเพื่อรองรับเทคโนโลยีใหม่และกระบวนการผลิตใหม่ สิ่งนี้จะช่วยลดต้นทุนของผลิตภัณฑ์หรือให้คุณสมบัติและความสามารถใหม่ ๆ กับเวอร์ชั่นใหม่

ในอุตสาหกรรมยานยนต์ความหลงไหลเป็นคำสาป ผู้ค้าส่วนใหญ่ไม่สนับสนุนเกินกว่า 10 ปี (อาจฟังดูบ้ากับโลกธุรกิจ / อุตสาหกรรม) เรามีหลายแบบที่มากกว่า 10 ปีในการใช้บริการในปริมาณน้อย แม้แต่องค์ประกอบขนาดเล็กก็สามารถกระตุ้นการออกแบบใหม่ซึ่งมีค่าใช้จ่ายหลายล้านดอลลาร์ในการออกแบบและตรวจสอบ เมื่อเทคโนโลยีล้าสมัยมันจะยิ่งยากขึ้น เช่นพื้นผิวเซรามิกพร้อมไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ล้าสมัย

มี บริษัท อย่าง Rochester Electronics ที่ดูแลส่วนเก่าและยังมีความสามารถในการผลิตชิ้นส่วนที่มีอายุไม่ได้ลา Tekmos ก็เป็นหนึ่งในนั้นเช่นกัน (พวกเขาจัดการ Frescale เพิ่มเติม)