Obsolescence-Management Ersatz für abgekündigte Bauteile

Mit den kurzen Lebenszyklen elektronischer Bauelemente haben gerade Hersteller von langlebigen Embedded-Systemen in der Medizin, Automation und Automotive zu kämpfen. Sie können nur dann ihre Geräte weiterhin am Markt anbieten und ihre Investitionen in das Design langfristig sichern, wenn sie qualitativ hochwertigen Ersatz zu akzeptablen Preisen finden.

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MEV Elektronik Service GmbH

Vishay Intertechnology, Inc. C/- Vishay Europe Sales GmbH

Die Halbleiterunternehmen sind bestrebt, ihre Fabs technologisch auf den neuesten Stand zu halten. Die fortlaufende Einführung neuer Fertigungstechnologien und Prozesse, die stete Verkleinerung der Strukturgrößen der ICs und neue Prozessorarchitekturen treiben den Markt daher immer schneller an. Täglich werden neue Bauelementetypen vorgestellt und „veraltete“ Technologien fallen dabei allzu oft aus der Fertigungslinie heraus.

Der Distributor ED-V hat sich deshalb seit Jahren auf das Obsolescence-Management, also auf den Vertrieb abgekündigter Halbleiterkomponenten spezialisiert. Wolfgang Zang, Geschäftsführer der ED-V Gesellschaft für Elektronik + Design-In mbH informiert, worauf Hersteller langlebiger Industriegüter achten müssen, um nicht plötzlich in der End-of-Life-Falle zu stecken.

Bauteile werden nach drei bis fünf Jahren abgekündigt

Obsolescence-Management wird immer wichtiger. Denn Abkündigungen von Bauteilen werden verstärkt vorgezogen, doch gleichzeitig verlängern sich die Lieferzeiten von elektronischen Komponenten. Viele Bauteilehersteller nutzen die derzeitige Marktsituation, um ihr Portfolio zu bereinigen und die Bauelementetypen zu forcieren, die auf Grund der Stückzahlen und der zu erzielenden Preise besonders profitabel sind. Zahlreiche Komponenten werden nur noch dann gefertigt, wenn genügend Aufträge für das Produkt in den Büchern stehen.

„Die durchschnittliche Lebensdauer elektronischer Bauelemente und Systemkomponenten liegt heute nur noch bei drei bis fünf Jahren“, betont Wolfgang Zang. Deshalb müssen gerade Hersteller langlebiger Industriegüter mit Produktlebenszyklen von etwa zehn bis über 15 Jahren rechtzeitig Lösungen für den Ernstfall finden. Denn sie benötigen auch nach der Abkündigung von Bauteilen und Systemkomponenten seitens des Halbleiterherstellers weiterhin alle Komponenten über einen langen Zeitraum.

Auch Industriekomponenten betrifft der kurze End-of-Life-Zyklus

Waren in der Vergangenheit hauptsächlich Consumer-Produkte vom Innovationsdruck betroffen, sind heute mehr und mehr auch Industriekomponenten einer großen Marktdynamik unterworfen. Die kürzere Produktlebenszyklen führen dazu, dass die Verfügbarkeitsdauer von Bauelementen immer weiter zurückgeht. Die Anwender werden in vielen Fällen mit Abkündigungs- und Änderungsmeldungen überrascht. Als Konsequenz sind zahlreiche Bauteile zu ersetzen oder das komplette Systemdesign anzupassen. Doch ein aufwändiges und kostenintensives Redesign rechnet sich oftmals nur für Geräte, die über einen langen Zeitraum verfügbar sind. Besonders teuer wird es vor allem dann, wenn eine erneute Qualifikation des Systems oder eine Produktabnahme erforderlich ist.

Bauteileabkündigungen sind bereits im Design-in einzuplanen

Wer auf sichere Bauteileverfügbarkeit seiner Produkte angewiesen ist, sollte mit einem ausgeklügelten Obsolescence-Management bereits im Design-in-Prozess beginnen und auf den gesamten Produktlebenszyklus ausweiten. Vorreiter sind heute Gerätehersteller, die in den Märkten Medizintechnik, Transportwesen, Avionik, Gebäudeautomation, Sicherheitstechnik, Industrie, Automotive und der Telekommunikation tätig sind.

Diese positive Entwicklung kann auch Wolfgang Zang bestätigen: „Viele Kunden fragen schon vor der Entwicklung ihrer Produkte nach der Verfügbarkeit der Bauteile an, die zum Einsatz kommen sollen. Steht bereits der Life Time Buy (LTB) der Komponenten an, ist es für eine kostengünstige Lösung meist schon zu spät. „Wir erstellen auf Wunsch bereits vor dem Projektstart eine zeitaufwändige Studie der Langzeitverfügbarkeit aller auf der Stückliste aufgeführten Bauteile, um eine 80%ige oder höhere Sicherheit einer Aussage zu erreichen“, so Wolfgang Zang.“ Darüber hinaus erhält die ED-V immer mehr Anfragen nach möglichen Second-Source-Komponenten für neue Produktentwicklungen“, fährt Zang fort.

Langzeitlagerung oder neues System-Design

Wird das Thema Obsolescence im Laufe des Produktzyklus brisant, sind grundsätzlich zwei Lösungen möglich: die Langzeitlagerung der benötigten Bauelemente oder ein neues System-Design, z.B. auf ASIC-Basis.

Die Langzeitlagerung von abgekündigten Komponenten oder DIEs beim Distributor oder EMS-Dienstleister birgt einen Menge an Risiken. Deshalb hat sich ED-V gegen diese Alternative entschieden. Wolfgang Zang: „Wer übernimmt die Haftung oder Gewährleistung für Mängel am Baustein bei der Lagerung über einen langen Zeitraum? Die Komponenten müssten regelmäßig getestet werden, was mechanischen Stress erzeugt. Zudem hat heute noch niemand Erfahrungen mit der Langzeitlagerung von RoHS konformen Komponenten.“ Darüber hinaus sei die Langzeitlagerung nicht für alle Bauelemente machbar.

Ein geringeres Haftungsrisiko gegenüber Kunden verspricht ein komplettes System-Redesign. Dieses erlaubt durch den Einsatz neuer Technologien ein beträchtliches Kostensparpotenzial, beispielsweise durch die Reduzierung der Anzahl an Bauteilen. Ein Nachteil besteht jedoch darin, dass oft eine nochmalige, vielfach teuere Qualifizierung erforderlich ist. Wird jedoch ein Pin- und funktionskompatibles Replacement-IC eingesetzt, ist vielfach kein komplettes Redesign erforderlich.

ED-V hält enge Kontakte zu Innovasic und der Component Obsolescence Group

„Angefangen hat das Obsolescence-Geschäft bei der ED-V vor neun Jahren“, blickt Zang zurück. „Damals suchte einer der größten Kunden nach einem Ersatz für einen bereits zehn Jahre verfügbaren Baustein, der auf den Status „not recommanded for new Designs“ gesetzt wurde. Der Kunde wollte die Komponenten jedoch noch mindestens 15 weitere Jahre einsetzen und suchte eine garantierte Pin-kompatible Second Source.“

Die Lösung lieferte ED-V in Kooperation mit dem US-Hersteller Innovasic Semiconductor, der mittlerweile etwa 30 verschiedene Replacement-ICs mit Langzeitverfügbarkeit anbietet. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Mikrocontroller und Peripheriebausteine, für die Intel ein End of Life angekündigt hat.

„Heute arbeitet ED-V erfolgreich mit den weltweit führenden Unternehmen Innovasic Semiconductor, Tekmos und ID-MOS zusammen, die sich auf den Nachbau von vom Originalhersteller bereits abgekündigten Halbleiterbauelementen spezialisiert haben“, betont Wolfgang Zang. Über Innovasic unterhält die ED-V auch enge Kontakte zu der Component Obsolescence Group (COG) Deutschland, in der ca. 50 Unternehmen aus allen Industriebereichen vertreten sind. Das Ziel der COG ist das frühzeitige Erkennen der Obsolescence-Thematik und das Minimieren deren negativer Auswirkungen. Die Mitglieder geben ihren Kunden Informationen und Lösungen an die Hand, um den auftretenden Risiken und den Kosten von Obsolescence effizient entgegen zu wirken.

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