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(guān)重要的一環(huán)。新技術(shù)、新工藝、新革新在器件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和檢測(cè)中推陳出新，如摩爾定律：集成電路的晶體管數(shù)目每18個(gè)月增加一倍；可見(jiàn)器件的變化是頻繁的，這些變化，會(huì)或多或少地影響企業(yè)產(chǎn)品的功能、性能，如采樣時(shí)間、最高工作頻率、PCB布板、噪聲干擾，等等。對(duì)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(zhì)量和可靠性。
如何適應(yīng)上游廠家的變化，跟進(jìn)器件的變更，筆者根據(jù)在通信行業(yè)、機(jī)電行業(yè)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以及可靠性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論，介紹了器件變更通知、器件變更實(shí)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(lèi)
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(guò)器件版本升級(jí)體現(xiàn)的，有些則通過(guò)生產(chǎn)編號(hào)(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(lèi)：
器件的變更種類(lèi)主要分為以下四類(lèi)：
(1)器件外部尺寸及容差變更；
(2)器件的視覺(jué)外觀變更，包括形狀、顏色、標(biāo)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(jié)構(gòu)、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(shè)備、原材料、檢測(cè)設(shè)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(biāo)示，無(wú)需驗(yàn)證，只需通知相關(guān)部門(mén)，如進(jìn)檢；(2)有些變更，只影響硬件設(shè)計(jì)，如DC/DC轉(zhuǎn)換器外圍電路變更；(3)有些變更，同時(shí)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(shè)計(jì)方案，如網(wǎng)絡(luò)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(shí)間
器件變更通知的時(shí)間，各個(gè)行業(yè)不同。
以集成電路為例，根據(jù)JESD46C標(biāo)準(zhǔn)，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(guò)去兩年內(nèi)有過(guò)合作協(xié)議或有供貨合同的客戶(hù)。
1.4 器件變更通知的主要內(nèi)容
器件變更通知的內(nèi)容有很多，以下是需要重點(diǎn)關(guān)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(nèi)容：對(duì)于判斷是否需要驗(yàn)證新器件，如何驗(yàn)證新器件，對(duì)自身產(chǎn)品的影響等都是很重要的；
(3)變更的器件型號(hào)或系列：根據(jù)器件型號(hào)或系列可以對(duì)應(yīng)到公司內(nèi)的相應(yīng)物料號(hào)及使用產(chǎn)品，以便確定企業(yè)內(nèi)的影響范圍及需要驗(yàn)證的產(chǎn)品；
(4)預(yù)期影響，如功能、性能、外觀等：廠家會(huì)根據(jù)自己的驗(yàn)證結(jié)論，提出預(yù)期的影響；使用者可以參考這一預(yù)期，結(jié)合自身的產(chǎn)品設(shè)計(jì)特點(diǎn)，全面考慮變更所產(chǎn)生的影響。例如，高速DDR2SDRAM器件內(nèi)部布線、線寬的變化會(huì)影響到數(shù)據(jù)的上升、下降時(shí)間，當(dāng)PCB布線設(shè)計(jì)冗余不足時(shí)，新器件的建立(setup time)、保持時(shí)間(hold time)將可能不再滿(mǎn)足，這時(shí)數(shù)據(jù)采樣會(huì)出現(xiàn)零星誤碼，所以PCB布板時(shí)要保證足夠的冗余，不能在臨界點(diǎn)進(jìn)行，以滿(mǎn)足后期器件的時(shí)序調(diào)整；
(5)老物料的停產(chǎn)時(shí)間(Last buy time LTB\Last ship time)：無(wú)法在切換時(shí)間之前完成產(chǎn)品驗(yàn)證、變更和替代的，LTB時(shí)間將決定備貨量的多少(占用資金)；
(6)新器件的切換時(shí)間(Proposed First Ship Date for change)：決定新器件的可采購(gòu)時(shí)間；
(7)樣品提供的有效時(shí)間：樣品是替代驗(yàn)證的必要條件，樣品提供的時(shí)間是決定替代驗(yàn)證周期的重要因素之一；
(8)推薦替代：對(duì)于EOL器件，通常廠家會(huì)推薦替代器件，并告知不同點(diǎn)；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(gòu)渠道：上游廠家主動(dòng)通知客戶(hù)；下單采購(gòu)時(shí)，代理商被動(dòng)告知；
(2)官網(wǎng)上定制、查詢(xún)：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(duì)于一些不涉及公司機(jī)密的變更，如減小存儲(chǔ)芯片尺寸等，可在官網(wǎng)上直接查詢(xún)，如Samsung；
(3)器件服務(wù)性網(wǎng)站：購(gòu)買(mǎi)器件服務(wù)性公司的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如Partminer，也會(huì)獲得器件變更通知。
對(duì)于不同種類(lèi)的器件，變更的頻率大不相同，如手機(jī)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(gè)春秋。
2 器件變更的實(shí)施途徑
器件變更的實(shí)施主要有以下兩種途徑：一是添加Second source；二是設(shè)計(jì)變更ECN(Engineering Change notice)。
2.1 添加Second source
Second source是指在同一物料號(hào)碼下，在公司范圍內(nèi)兼容原器件(frst source)的新器件。
Second sourCe途徑實(shí)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(guò)Second source來(lái)實(shí)施器件變更：關(guān)鍵是產(chǎn)品中新器件必需兼容老器件，也就是說(shuō)，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(kù)；
(2)器件驗(yàn)證將貫穿所有使用此物料號(hào)的產(chǎn)品，只有所有使用此物料號(hào)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(hào)下；
(3)在驗(yàn)證過(guò)程中，不同產(chǎn)品間存在關(guān)聯(lián)關(guān)系。
通過(guò)Second source驗(yàn)證流程實(shí)施器件變更，新老器件可以混庫(kù)，沒(méi)有庫(kù)存處理的問(wèn)題，從產(chǎn)品的BOM端是看不到變化的；驗(yàn)證的結(jié)果是在同一物料號(hào)下添加新器件。
2.2 設(shè)計(jì)變更ECN(Engineering Change notice)
新器件無(wú)法完全替代老器件時(shí)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要更改，如IC的pin腳定義不同，這時(shí)，新器件要發(fā)放新物料號(hào)，通過(guò)ECN來(lái)改變BOM內(nèi)的物料號(hào)，以實(shí)施器件的變更。
(1)器件驗(yàn)證將只影響需要引入此變更器件的產(chǎn)品，各產(chǎn)品可獨(dú)立地進(jìn)行驗(yàn)證和切換，不存在產(chǎn)品之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；
(2)驗(yàn)證的結(jié)果是產(chǎn)品BOM中的物料號(hào)由老物料號(hào)變更為新物料號(hào)，有產(chǎn)品BOM版本的升級(jí)；
(3)設(shè)計(jì)變更ECN流程需考慮消耗老庫(kù)存，人為地建立老物料與新物料的切換關(guān)系，控制切換時(shí)間點(diǎn)。
這兩種實(shí)施方法構(gòu)成公司中器件變更實(shí)施的矩陣結(jié)構(gòu)，如圖1所示。
圖1 器件變更實(shí)施的矩陣結(jié)構(gòu)
不同的實(shí)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(duì)供應(yīng)鏈的影響，如庫(kù)存、訂單變更等。
2.3 涉及軟件的器件變更實(shí)施
對(duì)于一些包含軟件的器件變更，如FPGA，DSP，CPU，MCU，F(xiàn)lash，網(wǎng)絡(luò)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(shí)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(shí)施途徑選擇流程
這里對(duì)其中三個(gè)關(guān)鍵判定點(diǎn)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(duì)新器件開(kāi)發(fā)新軟件，以適應(yīng)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(hào)，通過(guò)設(shè)計(jì)變更ECN的同時(shí)更換BOM內(nèi)物料號(hào)和軟件，不同器件將對(duì)應(yīng)不同的軟件；
(3)軟件是否裝載在本芯片內(nèi)：對(duì)于FPGA，DSP，CPU，MCU，NP大多是外置程序載體，會(huì)外掛flash；但是有些器件是內(nèi)置程序的，例如CPLD。
a.內(nèi)置程序的器件變更比較好處理，新器件、新軟件將同時(shí)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(hào)，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(hào)下（器件混庫(kù)），BOM沒(méi)有版本變化，在老器件維修時(shí)，很難控制器件與程序（外置載體內(nèi)）同時(shí)切換，新器件將會(huì)與外置載體內(nèi)的老軟件不兼容；新老器件的切換時(shí)間點(diǎn)也需要人工調(diào)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(hào)，如同更換不同的器件，可以通過(guò)設(shè)計(jì)變更流程加以控制，保證新器件始終對(duì)應(yīng)新軟件，避免了問(wèn)題的出現(xiàn)。
3 總結(jié)
器件變更的種類(lèi)多種多樣，影響著公司各個(gè)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(shí)施途徑，將會(huì)降低器件變更對(duì)產(chǎn)品所帶來(lái)的影響，同時(shí)保證和延續(xù)產(chǎn)品的可生產(chǎn)性、質(zhì)量和可靠性。
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