レガシーボードデザインの長期サポートに関する質問

この質問は、Electrical Engineering StackExchangeチャットに関する議論から要約されています。
長期的な価値のある議論を生み出すことを期待して、ここに再現されています

ライフサイクルの長い製品設計（30年以上）の経験がある人への質問：製品のライフサイクル
内の重要な部品の陳腐化/製造中止の可能性を念頭に置いて設計しますか？

具体的には、特定のICのピン互換の同等物が製造されなくなった場合、どのように計画されますか？すべての半導体メーカーがパッケージごとにライフタイム購入通知を行うわけではなく、一部のメーカーは折りたたまれて消滅するだけです。

ここでのコンテキストは、私のクライアントが在庫に10万個以上の PCBを持ち、30年間で200万個以上のデバイスが展開されている製品です。ボードで使用されているいくつかの重要な部品はもはや存在せず、ほぼ同等のものはすべてSMTです。元のボード上のすべてのICはDIPでソケット付きです。問題のICの一部は時代遅れのアナログ連続時間信号処理部品であり、残りはデジタルロジックであるため、複雑さに応じて同等のASICまたはMCUで簡単に置き換えることができます。

修理のワークストリーム（工業製品、20〜30年の保守性保証）があり、生産のワークストリーム（リピート注文、年間数千ボード）があります。

エンドカスタマーの購入部門はベースPCBの変更を「新製品」と見なし、競合するベンダーの評価と再交渉を必要とするため、ボードの回転は理想的な提案ではありますが、この場合の選択肢ではありません。契約-これにより、新たな入札プロセスが開始され、クライアントにとって競合他社にとって年間1千万ドルの損失が発生する可能性があります。

顧客サイトのデバイスの現在の修理はすべて、現場での手作業の再加工によって行われます。デバイスをワークショップに戻すことはできません。ボードの交換は行われますが、「新しい」交換ボードは、PCBレイアウトが交換されるボードとまったく同じである必要があります。これは、エンドカスタマーが親切に変更を行わないためです。

検討中の提案は、最終顧客の購入チームでまだ検証されていませんが、メインボードのDIPソケットに差し込まれた、ピン付きの同じサイズの小さなPCBとDIP ICの交換です。これは、フィールドワークのリスクと時間を削減することを目的としています。

それでは、質問に戻りましょう。このような製品ライフサイクルと関連する課題の計画におけるEEの実際的な経験は何ですか？「次回」の素晴らしいアイデアも歓迎します。

30年間の製品寿命を必要とするものには取り組んでいませんが、半導体製造装置に組み込まれた製品には取り組んでおり、10年以上のサポートが必要でした。

少なくともこれらの場合、お客様は、わずかな再設計が最も費用効果が高く信頼性の高いソリューションである場合があることに気付くのに十分正気でした。

すべての半導体メーカーがパッケージごとに終身購入通知を行うわけではありません

信頼できる半導体メーカーはすべて、部品番号ごとに通知を行います。これを行わない製造業者がいる場合は、厳しいサポート要件がある製造業者は言うまでもなく、プロジェクトのためにそれらから購入することはありません。

信頼できる製造業者は、部品/パッケージが陳腐化するかどうかを通知するだけでなく、品質に影響を与える可能性のある製品の変更（ISO 9000の意味で）を通知します。たとえば、鉛仕上げが錫鉛からつや消し錫に変わっているかどうかを通知します。デバイスパッケージングプロセスが工場間で移動されているかどうかを通知します。

一部のメーカーは単に折りたたんで消えます

これ、またはコースは仕方がありません。他にも同様のリスクがあります。

デビッドは、工場の火災により予告なしに製品が陳腐化したケースについて言及しました。私が知っている最近の別のケースでは、ファブレスベンダーが古い（そしてもはや収益性の低い）製造ラインを閉鎖することを決定したため、（非常に有名な）ファブレス半導体会社はいくつかの製品ラインを廃止せざるを得ませんでした。少なくともこの場合、彼らは事前に通知して終身購入を許可することができました...しかし、彼らの製品は0.05ドルのトランジスタではなく、20ドルから200ドルの複雑なICでしたので、生涯購入に必要な投資を想像できます。

その他のリスク-規制

もう1つ注意が必要なのは、環境規制の行進です。欧州RoHS指令および同様の法律は、製品には適用されない場合がありますが、サプライチェーンに影響します。たとえば、RoHSは多くの成熟した製品の再設計を余儀なくされ、多くの成熟したコンポーネントの販売量を削減しました。これにより、特定の部品の採算が取れなくなったため、おそらく陳腐化が生じました。

RoHSの新しいバージョンは数年以内にリリースされる予定です。したがって、新しいルールに関連して市場が落ち着くにつれて、新しい時代遅れの波が予想されます。

その他のリスク-市場の状況の変化

30年前に製品を設計し、2N2904や74LS04などのマルチソースコンポーネントで完全に設計した場合、今日でもこれらの部品をすべて入手できる可能性が高いでしょう。

しかし、ここ数年の傾向は、マルチソースのコンポーネントから離れています。メーカー間で複製される新製品はごくわずかです。そして、30年前に利用できたものと同じ複雑さのレベルにある部品--- 16進論理ゲート、個々のトランジスタなど。線形電力レギュレータのような「単純な」デバイスでさえ、今では誰も別の会社の設計を複製しようとしないほど複雑です丁度。

マイクロプロセッサまたはプログラマブルロジックデバイスで設計する場合、単一ソースのコンポーネントだけで立ち往生し、それに伴う長期的なサポートのすべてのリスクがあります。

また、上記の私の逸話が指摘したように、ファブレス半導体会社の台頭は、チップベンダーが自社の製造リソースを実際に制御できない可能性があることを意味するため、リスクも追加します。

戦略

私には、あなたの営業チームがこの顧客とのやり取りを強化する必要があるかのように聞こえます（もちろん、エンジニアは常にこう言います）。

1つの選択肢は、問題を自分で解決できると伝えることですが、このレベルのサポートを維持するために、製品の残りの寿命の間、製品価格は毎年XX％上昇します。これらの廃止された製品を無期限に購入することはできますが、要件のエンジニアリング評価、在庫部品を管理する技術者などに費用を支払う必要があり、それらをサポートするにはこれらの製品からの収益が必要です。

もう1つは、リテンダープロセスでブラフを呼び出すことです。これらのライフタイム要件を現実的にサポートできる競合他社や、それに応じて価格設定できる競合他社はそれほど多くありません。それに加えて、チームはこの特定のアプリケーションと顧客の詳細な要件を経験しており、プロジェクトの入札に関して有利になります。ご承知のとおり、大幅に高い販売価格で契約して再入札を行うことができます。

コンポーネントの陳腐化に30年間対処することは困難な作業です。最も単純な製品を除いて、10年もすごいです。

簡単に言えば、サプライヤーとメーカーは30年間にわたって信頼できません。前述したように、彼らは予告なしにチップの製造を停止するか、単に存在しなくなります。約6年前に、古い工場の1つで火災が発生したメーカーがありました。再構築してそれらのチップを再び作り始めるのではなく、そこで作られたすべてのチップを単に廃止しました。

皆の最善の意図にもかかわらず、部品は利用できなくなります。

PCBの再スピンが許可されていない場合、唯一の信頼できるソリューションは、30年分のすべての部品の在庫を確保することです。一部の部品の有効期間は限られているため、これは思ったよりも複雑です。部品は、温度と湿度が制御された保管場所に長期間保管する必要がありますが、それでも一部の部品は30年は持ちません。コンポーネントを30年以上保管するには、メーカーに相談して理想的な保管条件を決定する必要があります。部品を適切に保管およびはんだ付けする方法に関する文書はアーカイブする必要があります。たとえば、アセンブリの前にベイクが必要な場合、それらの指示を保存する必要があります。

再スピンが許可されている場合、理想的なソリューションは、すべての設計データをアーカイブし、追加のドキュメントを作成して、4〜10年ごとの再設計を容易にすることです。私の意見では、これが最善の解決策です（再スピンが許可されていると仮定）。製品は時間とともに進化し、新しいテクノロジーと新しい製造プロセスに対応できます。これにより、製品のコストが削減されるか、新しいバージョンに新しい機能が追加されます。

自動車業界では、不満は呪いです。ほとんどのベンダーは、10年以上サポートしていません（商業/産業の世界では頭がおかしいかもしれません）。少量でのサービス使用が10年を超えるいくつかの設計があります。小さなコンポーネントでさえ、設計と検証に数百万ドルかかる再設計を引き起こす可能性があります。テクノロジーが廃止されると、さらに難しくなります。例：廃止されたマイクロコントローラーを備えたセラミック基板。

ロチェスターエレクトロニクスのように、古い部品を取り扱い、ロバである部品を再製造することさえできる会社があります。Tekmosもその1つです（Frescaleをさらに処理します）。