0 引言
器件變更管理是研發(fā)制造型企業(yè)器件可靠性管理中至關重要的一環(huán)。新技術、新工藝、新革新在器件設計、生產(chǎn)和檢測中推陳出新,如摩爾定律:集成電路的晶體管數(shù)目每18個月增加一倍;可見器件的變化是頻繁的,這些變化,會或多或少地影響企業(yè)產(chǎn)品的功能、性能,如采樣時間、最高工作頻率、PCB布板、噪聲干擾,等等。對于批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,合理的器件變更管理將延續(xù)產(chǎn)品的質量和可靠性。
如何適應上游廠家的變化,跟進器件的變更,筆者根據(jù)在通信行業(yè)、機電行業(yè)多年的實踐經(jīng)驗,以及可靠性設計的基礎理論,介紹了器件變更通知、器件變更實施的途徑。
1 廠家的器件變更通知介紹
1.1 器件變更通知的分類
器件變更通知通常分為兩種:PCN和EOL。
(1)PCN(Product/Process Changes notice),是生產(chǎn)廠家器件/流程、工藝等的變更通知;有些是通過器件版本升級體現(xiàn)的,有些則通過生產(chǎn)編號(serial ID)或日期代碼(date code)加以區(qū)分;
(2)EOL(End oflife notice),即器件停產(chǎn)通知。
1.2 器件變更的種類:
器件的變更種類主要分為以下四類:
(1)器件外部尺寸及容差變更;
(2)器件的視覺外觀變更,包括形狀、顏色、標記和表面加工工藝變更;
(3)影響器件的功能變更,包括電氣、結構、溫度和性能特性變更;
(4)流程、工藝變更,包括人、流程、方法、制造設備、原材料、檢測設備、生產(chǎn)環(huán)境的組合變更。
在這些變更中,(1)有些變更,是前后完全兼容的,如變更標示,無需驗證,只需通知相關部門,如進檢;(2)有些變更,只影響硬件設計,如DC/DC轉換器外圍電路變更;(3)有些變更,同時影響硬件和軟件,如FPGA,DSP,CPU,以及一些Bug修正;(4)有些變更,將要更新系統(tǒng)設計方案,如網(wǎng)絡處理器停產(chǎn);(5)有些變更,將影響裝配工藝,如BGA封裝的變化,等等。
1.3 器件變更通知的發(fā)布時間
器件變更通知的時間,各個行業(yè)不同。
以集成電路為例,根據(jù)JESD46C標準,廠家需要至少在新器件切換日期(第一次發(fā)貨日期)前90天,通知變更器件過去兩年內有過合作協(xié)議或有供貨合同的客戶。
1.4 器件變更通知的主要內容
器件變更通知的內容有很多,以下是需要重點關注的:
(1)變更原因:如降低成本、提高成品率、降低功耗等;
(2)變更內容:對于判斷是否需要驗證新器件,如何驗證新器件,對自身產(chǎn)品的影響等都是很重要的;
(3)變更的器件型號或系列:根據(jù)器件型號或系列可以對應到公司內的相應物料號及使用產(chǎn)品,以便確定企業(yè)內的影響范圍及需要驗證的產(chǎn)品;
(4)預期影響,如功能、性能、外觀等:廠家會根據(jù)自己的驗證結論,提出預期的影響;使用者可以參考這一預期,結合自身的產(chǎn)品設計特點,全面考慮變更所產(chǎn)生的影響。例如,高速DDR2SDRAM器件內部布線、線寬的變化會影響到數(shù)據(jù)的上升、下降時間,當PCB布線設計冗余不足時,新器件的建立(setup time)、保持時間(hold time)將可能不再滿足,這時數(shù)據(jù)采樣會出現(xiàn)零星誤碼,所以PCB布板時要保證足夠的冗余,不能在臨界點進行,以滿足后期器件的時序調整;
(5)老物料的停產(chǎn)時間(Last buy time LTB\Last ship time):無法在切換時間之前完成產(chǎn)品驗證、變更和替代的,LTB時間將決定備貨量的多少(占用資金);
(6)新器件的切換時間(Proposed First Ship Date for change):決定新器件的可采購時間;
(7)樣品提供的有效時間:樣品是替代驗證的必要條件,樣品提供的時間是決定替代驗證周期的重要因素之一;
(8)推薦替代:對于EOL器件,通常廠家會推薦替代器件,并告知不同點;而PCN則是新版本替代老版本器件。
1.5 器件變更通知獲得的渠道
(1)采購渠道:上游廠家主動通知客戶;下單采購時,代理商被動告知;
(2)官網(wǎng)上定制、查詢:如BrOAdcom,TI等一些較為正規(guī)的廠家,可以在其官網(wǎng)上定制器件變更通知郵件;對于一些不涉及公司機密的變更,如減小存儲芯片尺寸等,可在官網(wǎng)上直接查詢,如Samsung;
(3)器件服務性網(wǎng)站:購買器件服務性公司的網(wǎng)絡服務,如Partminer,也會獲得器件變更通知。
對于不同種類的器件,變更的頻率大不相同,如手機的Flash,通常每半年變更一次,以減小芯片尺寸,以降低成本;但是Intel早期的8/16位MCU,卻經(jīng)歷了二、三十個春秋。
2 器件變更的實施途徑
器件變更的實施主要有以下兩種途徑:一是添加Second source;二是設計變更ECN(Engineering Change notice)。
2.1 添加Second source
Second source是指在同一物料號碼下,在公司范圍內兼容原器件(frst source)的新器件。
Second sourCe途徑實施器件變更,是用新器件替代老器件,通常只是器件的新版本替代老版本。
(1)通過Second source來實施器件變更:關鍵是產(chǎn)品中新器件必需兼容老器件,也就是說,新器件的功能、性能等將大于、等于老器件,新老器件可以混庫;
(2)器件驗證將貫穿所有使用此物料號的產(chǎn)品,只有所有使用此物料號的產(chǎn)品都接受了變更,才可以將新器件作為”Second source”添加在該物料號下;
(3)在驗證過程中,不同產(chǎn)品間存在關聯(lián)關系。
通過Second source驗證流程實施器件變更,新老器件可以混庫,沒有庫存處理的問題,從產(chǎn)品的BOM端是看不到變化的;驗證的結果是在同一物料號下添加新器件。
2.2 設計變更ECN(Engineering Change notice)
新器件無法完全替代老器件時,產(chǎn)品設計需要更改,如IC的pin腳定義不同,這時,新器件要發(fā)放新物料號,通過ECN來改變BOM內的物料號,以實施器件的變更。
(1)器件驗證將只影響需要引入此變更器件的產(chǎn)品,各產(chǎn)品可獨立地進行驗證和切換,不存在產(chǎn)品之間的關聯(lián)關系;
(2)驗證的結果是產(chǎn)品BOM中的物料號由老物料號變更為新物料號,有產(chǎn)品BOM版本的升級;
(3)設計變更ECN流程需考慮消耗老庫存,人為地建立老物料與新物料的切換關系,控制切換時間點。
這兩種實施方法構成公司中器件變更實施的矩陣結構,如圖1所示。
圖1 器件變更實施的矩陣結構
不同的實施途徑,所產(chǎn)生的影響通常不同。通常,盡量走Second source,以減小對供應鏈的影響,如庫存、訂單變更等。
2.3 涉及軟件的器件變更實施
對于一些包含軟件的器件變更,如FPGA,DSP,CPU,MCU,F(xiàn)lash,網(wǎng)絡處理器(NP)等,器件變更考慮的因素更多,需要綜合考量。
涉及軟件的器件變更實施途徑的選擇流程如圖2所示。
圖2 涉及軟件的器件變更實施途徑選擇流程
這里對其中三個關鍵判定點解釋如下:
(1)現(xiàn)有軟件是否兼容新器件:如果不兼容新器件,必須針對新器件開發(fā)新軟件,以適應新器件的需求;
(2)新軟件是否兼容老器件:如果新軟件不能兼容老器件,新、老器件將使用不同的軟件,需要為新器件發(fā)放新的物料號,通過設計變更ECN的同時更換BOM內物料號和軟件,不同器件將對應不同的軟件;
(3)軟件是否裝載在本芯片內:對于FPGA,DSP,CPU,MCU,NP大多是外置程序載體,會外掛flash;但是有些器件是內置程序的,例如CPLD。
a.內置程序的器件變更比較好處理,新器件、新軟件將同時更新,可視為一體;
b.外置程序的器件變更,新器件需要分配新的物料號,以避免新器件使用老軟件,造成異常。
走Second source,新老器件在同一物料號下(器件混庫),BOM沒有版本變化,在老器件維修時,很難控制器件與程序(外置載體內)同時切換,新器件將會與外置載體內的老軟件不兼容;新老器件的切換時間點也需要人工調控,容易產(chǎn)生異常。
為新器件分配新的編碼,BOM將更換物料號,如同更換不同的器件,可以通過設計變更流程加以控制,保證新器件始終對應新軟件,避免了問題的出現(xiàn)。
3 總結
器件變更的種類多種多樣,影響著公司各個階段的產(chǎn)品,牽涉面廣泛,合理有效地分析變更通知,選擇最佳的實施途徑,將會降低器件變更對產(chǎn)品所帶來的影響,同時保證和延續(xù)產(chǎn)品的可生產(chǎn)性、質量和可靠性。
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