Entä jos tarvitset tiettyä komponenttia 10 vuoden ajan, mutta sen valmistus päättyy jo muutaman vuoden päästä. Oikeiden kumppanien kanssa tähänkin ongelmaan löytyy elektroniikkatuotannossa keinoja.

Elektroniikan komponenttien markkinat ovat muuttuneet radikaalisti viimeisen kolmen vuosikymmenen aikana. Komponenttien kysyntää vauhdittavat nyt kuluttajalaitteet, eivätkä enää esimerkiksi suuret keskustietokoneet tai armeijan tai teollisuuden järjestelmät. Lähes kaksi kolmasosaa komponenteista myydään nyt PC- tai mobiililaitteisiin, jotka myydään kuluttajille.

Kulutusmarkkinoilla on tärkeää olla mukana nopeassa tuotekehityksessä, jossa yritykset yrittävät hyötyä prosessiteknologian edistysaskelista. Komponentit, jotka pari-kolme vuotta sitten valmistettiin uusimmalla prosessiteknologialla vanhentuvat nopeasti, kun niiden tilalle tulee uudempia prosesseja ja piirejä. Koska valtaosassa kulutuselektroniikkaa tuotteiden elinkaari on hyvin lyhyt, tämä ei ole mikään ongelma.

Joskus komponentti vanhenee nopeasti

Teollisuusmarkkinoille monien uusien mikropiirien korvaamisesta on tullut hyvin ongelmallista. Vaikka dedikoituja teollisuuskomponentteja, kuten laajemmalle lämpötila-alueelle kvalifioituja piirejä, yleensä tuetaan yli 10 vuoden ajan, muissa järjestelmissä käytetään usein kuluttajaluokan komponentteja, koska niissä suorituskyvyn ja hinnan suhde on parempi. Usein vaadittava laskentateho, kaistanleveys tai signaaliprosessointiteho saavutetaan vain kuluttajaluokan komponenteilla.

Lääketieteellisten laitteiden valmistajien täytyy usein hyväksyä se tosiseikka, että kun järjestelmälle on saatu regulatorinen hyväksyntä, komponenttitoimittajat ovat jo luokitelleet heidän käyttämänsä osat kypsiksi.

Muistipiirit ovat erittäin alttiita lyhyillekin muutoksille toimitusstrategiassa. Viisi vuotta sitten alan uusinta tekniikkaa edustavaa muistiväylää varten suunniteltu komponentti määritellään nyt jo vanhentuneeksi legacy-osaksi, ja valtaosa keskittyy käyttämään uudempia väyliä kuten DDR4 tai LPDDR3.

Monissa tapauksissa valmistajat ilmoittavat komponentin tuotannon loppumisesta sekä ajankohdasta, jolloin viimeiset ostot on mahdollista tehdä. Tämä voi tapahtua vain kuusi kuukautta ennen tuotannon päättymistä. Käyttäjän pitää tällöin päättää, onko komponentti ostettavissa toiselta valmistajalta (sourcing) vai pitääkö komponenttia ostaa lisää viime hetkellä. Käyttäjän pitää päätellä, kuinka montaa komponenttien pitää tukea ja kuinka pitkään, jotta oman tuotteen elinkaari turvataan. Jos päätöstä odotetaan ja aikaraja missataan, täytyy korvaavia komponentteja löytää muilla tavoin, mikä saattaa merkitä kääntymistä harmaiden markkinoiden puoleen.

Valmistajat usein siirtävät varastonsa, joita eivät enää tarvitse, harmaille markkinoille, jotta saisivat hieman katetta investoinneilleen. Valitettavasti harmaa markkina on alue, jossa monet väärennetyt tuotteet pääsevät toimitusketjuun.

Jakelijat voivat auttaa tässä seuraamalla toimitusketjua ja antamalla etukäteen varoituksia viimeisistä ostoista sekä merkeistä, jotka viittaavat siihen että valmistaja haluaa lopettaa tuotannon. Digi-Key esimerkiksi lähettää asiakkailleen vanhentumishuomautuksia niistä komponenteista, joita asiakkaat ovat aiemmin ostaneet. Tämä takaa, että asiakkaat pysyn ajan tasalla toimitusten jatkumisesta.

Viimeinen osto voi tuoda muitakin ongelmia, sillä jotkut ostokäytännöt on suunniteltu estämään vanhoilla tuotemerkeillä varustettuja tuotteita. Kun tuote vanhenee, viimeisellä ostolla hankittujen komponenttien päivämääräkoodit ovat usein liian vanhoja ollakseen tämän käytännön mukaisia.

Entä jos komponenttia ei enää valmisteta?

Jos osa on ehtinyt elinkaarensa loppupäähän ja käyttäjä on missannut viimeisen oston aikarajan, voi tarjolla olla muita vaihtoehtoja. Komponenteissa, joiden myyntivolyymit ovat pienemmät kuin muiden piirien samassa perheessä, tuotanto päättyy todennäköisesti aikaisemmin. Monissa tapauksissa vanhentunut komponentti on mahdollista korvata uudemmalla, lähes vastaavalla tuotteella, mikä vaatii minimaalisen vähän uudelleensuunnittelua. Esimerkiksi korvaavalla mikro-ohjaimella voi olla enemmän sirulle integroituja oheislaitteita kuin alkuperäisellä, mutta se voi silti toimia samalla tavoin kun sillä ajetaan samaa ohjelmistoa. Digi-Keyn kaltaisen jakelijan tekninen osasto voi tarjota arvokkaista neuvoja monien komponenttien yhteensopivuudesta.

Pitkän tähtäimen ratkaisu vanhentumisen ongelmiin on suunnitella tulevaa varten ja laatia ostostrategia sellaisten komponenttien ja piiriperheiden ympärille, joiden toimitukset tulevaisuudessa on taattu. Vastatakseen asiakkaidensa vaatimiin pitkiin elinkaariin jotkut puolijohdevalmistajat sitoutuvat pitkiin tukiaikoihin tietyissä komponenteissa. Esimerkiksi Intel myy valikoimaa PC-yhteensopivia prosessoreita, jotka ovat standardiosia, mutta joita voidaan käyttää pitkiä aikoja teollisuussovelluksissa. Nämä tuotteet voidaan korvamerkitä pitkän tuen tuotteiksi ja niitä myydään 10 vuotta tai jopa kauemmin tuotannon aloittamisesta. Tämä informaatio tuo käyttäjille vankan luottamuksen toimituksista, kun he suunnittelevat komponentteja järjestelmiinsä.

Valtuutetut (franchised) jakelijat ovat tärkeä informaatiolähde suunnittelun aikana, sillä he pystyvät kertomaan käyttäjille mitä komponentteja toimitetaan pitkän elinkaaren ajan. Digi-Keyllä on esimerkiksi laaja kokemus neuvonantajana keskipitkän ja pitkän elinkaaren skenaariosta eri komponteille. Asiakkaat toimittavat kustannuslaskelman (BOM, bill of materials) ja asiantuntijat tarkistavat niiden osein dokumentit, joiden elinkaari uhkaa tulla tiensä päähän.

Joissakin tapauksessa on mahdotonta välttää sitä, että käytetty osa vanhentuu, koska sen tarjoamia toimintoja ei ole tarjolle kilpailevissa komponenteissa. Näissä tapauksissa valtuutetut jakelijat voivat solmia sopimuksia, joissa taataan tiettyjen komponenttien saatavuus tuotteen koko elinkaaren ajan.

Varaudu strategisesti

Tuotesuunnittelun strategian muuttaminen vastaamaan vanhentumisen haasteisiin on yksi keino, johon käyttäjät voivat turvautua. Tämä strategia olettaa, että osa alkuperäisessä suunnittelussa käytetyistä komponenteista vanhentuu tuotteen elinkaaren aikana. Komponenttiostot suunnitellaan tällöin siten, että ne voidaan helpommin korvata vastaavilla osilla. Tämä voi merkitä muutoksia esimerkiksi kotelointityypeissä ja piirien nopeudessa. Suunnittelemalla tuotteet niin, että komponentteja voidaan korvata vastaavilla osilla, on mahdollista pienentää niitä ongelmia, joita yhden yksittäisen komponentin vanhentuminen voisi aiheuttaa.

Esimerkiksi ohjelmoitavien ratkaisujen käyttäminen tuo suunnitteluun keinon suunnitella tulevaisuuden varalle. Ohjelmoitavat ratkaisut suunnitellaan usein niin, että ne tuovat korkean asteen varmuuden korvaavien tuotteiden muodolle ja toiminnallisuudelle. Vaikka valmistajat saattavat luopua vanhempien osien tuotannosta ja siirtyä uudempiin prosesseihin, sama suunnittelu voidaan helposti siirtää korvaaville komponenteille, jotka usein voidaan toimittaa alkuperäisten piirien kanssa nastayhteensopivissa koteloissa. Suunnittelutyökalut on kehitetty niin, että suunnittelun siirtäminen tuoreempaan, suorituskykyisempään komponenttiin käyttäytyy useissa tapauksissa samalla tavalla kuin alkuperäinen.

Samalla tavoin valitsemalla standardiarkkitehtuureihin perustuvia, useilta valmistajilta saatavia mikroprosessoreja ja mikro-ohjaimia voidaan saada parempi suoja vanhenemista vastaan sen sijaan, että käytettäisiin vain yhdeltä toimittajalta saatavaa tuotelinjaa. Vaikka mikro-ohjaimen suoran korvaajan saaminen toiselta toimittajalta ei ehkä olisikaan mahdollista, muutokset suunnitteluun ja ohjelmistoihin jäävät minimaalisiksi, kun komponenttien ominaisuudet ja oheislaitteet ovat usein samankaltaisia. Tarvitaan ehkä vain muutos ajureihin, jotta oheislaitteet mapataan muistin oikeille osioille sovellusta varten. Mikro-ohjaimet, joille on lisätty ohjelmoitavaa logiikkaa ja analogiaoheislaitteita ovat osoittautuneet ratkaisuksi silloin, kun kiinteät toiminnot tuovat osat ovat kadonneet markkinoilta.

Dedikoidun osan korvaaminen ohjelmoitavalla ratkaisulla merkitsee enemmän suunnittelua ja integroinnin tarvetta, mutta alalla joka on altis äkillisille vanhentumisille, se on tehokas tapa hallita ongelma järjestelmän keskeisten komponenttien osalta.

Jopa tehokkailla suunnittelun strategioilla vanhentuminen on tekijä, joka uhkaa useita elektroniikan komponenttien käyttäjiä. Yritykset voivat kuitenkin hallita tätä ongelmaa, mikäli ne turvautuvat toimitusketjussa kumppaneihin, jotka osaavat neuvoa mahdollisia vaihtoehtoja ja pitävät asiakkaansa informoituina siitä, mitä tuotantolinjassa tapahtuu.