半導體行業觀察 - 後芯片缺貨時代，工程師要轉變思維了－鑽石舞台

來源：本文由半導體行業觀察編譯自IEEE。

全球芯片短缺對當前產品的影響在發達國家的幾乎每個消費市場都很明顯，這反映在半空的汽車經銷商和關閉的生產線中。COVID 是很大的影響因素，長期以來一直在破壞半導體供需平衡。

不幸的是，終點還沒有臨近。全球最大的代工芯片製造商台積電的研發主管 Yuh-Jier Mii最近告訴Spectrum，他個人認為需要兩到三年的時間才能讓足夠的新製造設施上線以充分解決短缺問題。

因此，短缺不僅僅影響當前小工具的可用性。根據Avnet的一項新調查，芯片的缺乏已經推動了未來產品設計的變化，推遲了下一代設備的推出，並迫使工程師提出各種 B 計劃。

研究發現，在接受調查的全球工程師中，有 64% 的人表示，他們的公司越來越多地根據組件的可用性來設計產品，而不是僅僅遵循他們的偏好，而不管可用性如何。這一發現以及更多凸顯了芯片短缺將如何改變未來幾年的技術和技術工作。

「正如[技術人員] 不得不考慮可製造性和可測試性，我們需要開始考慮『可採購性』，」南阿拉巴馬大學電氣工程副教授Samuel Russ。「它必須成為工程師詞彙的一部分，我們必須找出更好的方法來提高敏捷性。」

Russ 強調，技術工作者不應該將緊縮視為設計時需要解決的臨時問題。它是現實世界中的一個組成部分，它從根本上改變了技術人員、設計師和工程師的工作方式——並且可以很容易地影響技術的製造方式、製造者和時間。

「過去，設計與採購是分開的。它基於技術——您將其傳遞給採購組織，然後將其轉移到生產中，」 Avnet 全球銷售支持和供應商開發副總裁Peggy Carrieres說。她說，參與調查的產品設計師、工程師和技術專家如今「必須從第一天開始考慮 [組件] 的可用性」。

Avnet 發現，對於微控制器（又名微控制器單元或 MCU）來說，這種可用性特別低。Russ 指出，與 CPU 領域不同，CPU 領域有英特爾和 AMD，然後是「風景優美的附加品」，MCU 領域是十幾家規模大致相同的不同公司。「MCU 的問題在於它不是一個或兩個部分。這就像 100 種不同的小批量產品一樣，」Russ 說。「因此，要保持庫存要困難得多，尤其是在晶圓廠生產線開始不得不決定如何分配的情況下。他們顯然會想要專注於大批量的東西。」

供需失衡導致 MCU 成本大幅上漲，但這並不是價格飆升的唯一原因。Carrieres 指出，這也是影響整個經濟的宏觀因素：通貨膨脹、勞動力成本上升、間歇性停工以及鈀等材料的價格飆升，鈀金在 3 月份突破了每盎司 3,000 美元。

「重新平衡整個供應鏈需要一段時間，而這些大趨勢正在發生，」Carrieres 說。「需求越來越大，製造成本上升，因此必須反映在最終售價中。」

工程師在設計和產品生成路線圖方面被迫進行「行為」改變，Carrieres 說：「他們正在推遲下一代項目並擴展已經在生產中的東西，因為他們可能已經混合了材料對於之前的生產。它正在推動創新周期——或刪除當前生產周期中的功能——因為他們必須專注於，『好吧，我們有什麼可以構建的？』」

該圖表突出了設計工程師面臨的挑戰以及替代路徑的有限選擇。「沒有一個選項是很好的——如果你能找到一個針對針的替代品，那是最簡單的，你知道，當然。這可能會也可能不會，」Russ 說。「但除此之外，你還能做什麼，對吧？你要麼重新設計電路板，要麼想出某種適配器。您必須開始考慮這些問題：重新設計電路板的難易程度如何？您的電路板的產量有多高？」

Russ 和 Carrieres 一致認為，成功的設計工程師必須全面了解將產品推向市場所需的一切。Russ 說：「在這種行業向你投擲曲線球的情況下，你必須對你的產品有一個 360 度的視角。是否可製造，是否可採購？它對成本有什麼影響，對性能有什麼影響？[技術設計師和工程師] 尤其必須讓採購組織和製造組織保持快速撥號。」

雖然工程師在某種程度上總是需要戰略眼光，但 Carrieres 說：「今天發揮作用的力量要複雜得多。因此，當您開始設計時，即使是從第一個草圖開始，也要超越電路板。深入研究該設計並專注於技術是很誘人的，但他們必須超越董事會才能取得成功。」

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