市場の不整合：
簡単で最も効率的だったはずの半導体製品の選択が誤った選択となる場合があります。そのような状態になることを、半導体製品を選択してから数年以内に計画し、その対策として、必要数量を確保するために費用を用意していて、その計画に沿って最終購入をするような対策がある場合には実現可能かもしれませんが、そのような状況を予測し対策することは非常に困難です。例えば、グラフィック・ドライバの製品ライフサイクルは、軍用や商用の航空電子機器用ディスプレイに比べて非常に短いと言われています。このような製品ライフサイクルの長い製品を開発する際に、製品ライフサイクルが長くない民生市場向けの半導体製品を選択すると、長期的なシステム向けの最初の生産ユニットが出荷される前に製造中止となってしまう可能性が高くなります。このような製品ライフサイクルの短いグラフィック・ドライバ製品を前もって選択する場合は、長期的なシステムコストを考慮し、早期にラストタイムバイのための予算を割り当てることが重要です。これは、軍用または商用の航空電子機器用ディスプレイなどの製品において、民生市場向けの半導体製品のような製品開発の要件を満たさない可能性がある製品を使用することで発生する可能性がある製造中止の問題を避けるための対策として必要です。

設計の不整合：
ある商用の航空電子機器では、マルチコア動作の制御と複数のプロセッサーコアにまたがる投機的実行のため、長い間パワーPCプロセッサーのマルチコア・アーキテクチャの製品を長期間使い続けていました。既存のマルチコア・パワーPC製品は、商用航空電子機器向けに認定されており、開発されたソフトウェアも実証済みです。しかし、パワーPCアーキテクチャの製品ライフサイクルの終わりは目前まで迫っています。商用航空電子機器市場がARMやRISCVを新たなアーキテクチャとして採用するのは時間の問題です。現在設計されているパワーPCベースの製品はすべて、既に10年以上前のプロセッサー技術を使用している製品となっています。

基板設計の不整合：
DRAMを可能な限り詰め込みたいという思惑は常にあります。多くのシステムには、製品を強化するため、あるいは製品ファミリーの中で階層を設けるために、さまざまな量のDRAMが搭載されています。そのDRAMをできるだけ小さなスペースに詰め込むことは、利点となりえます。しかし、15〜20年という長期にわたるシステムの課題は、その間のDRAM技術が大きく進化することです。このような進化を予測し、戦略的にボードレイアウトを設計することで、将来の変更の必要性を最小限に抑えることが重要です。

市場の不整合：
一般的にメモリ製品はライフサイクルが短いシステム向けに設計されています。最大手のメモリ製品のメーカーは、DDR3を製品ラインアップとして揃えておりません。しかし、このDDR3は最新のパワーPC製品でサポートされている主要なメモリ製品となっています。長期的なメモリ製品の手配・入手計画を立てずに、製品ライフサイクルの長いシステムを設計することは問題となります。メモリは何十年もの間、技術開発などで、変化や動きの速い製品でした。データセンターの需要や、ポータブル製品の需要に対応するため、メモリの技術革新は急速なペースで進んでいます。製品ライフサイクルが長いシステムを使用した場合には、すべてのメモリの製品ライフサイクルが短いため、市場との不整合が発生します。

考えるべき問題：
■アプリケーションのライフサイクルにおいて、使用する製品のライフサイクルの状況は？

使用する半導体製品の選択においては、最終製品のライフサイクルを考慮する必要があるだけでなく、半導体製品のライフサイクルがいつ始まったのか、また使用する半導体製品のライフサイクルの開始日と終了日を考慮する必要があります。適切な半導体製品を選択するということは、製品の日付を全ての半導体製品の日付と合わせるということになります。

■設計の主要な構成要素が包括的に文書化されていますか？

ソフトウェアは、ハードウェアに比べて変更コストが約10倍かかります。ソフトウェアによって直接制御される半導体製品は、長期的なシステム出荷を維持する上で最も重要な要素となります。これらの半導体製品は、一般的にBOMの中で最も高価なアイテムです。長期的なシステム維持のリスクを軽減するためには、このようなタイプの半導体製品に関連する文書化とアーカイブの要件を高める必要があります。

■設計段階で開発した設計ファイル(VHDL、Verilog、スパイス・モデル、制約、ソース・テスト・ベクタ)を記録し保管して、不測の事態が発生した場合に再構築することが可能な対策を講じることはできますか？

この問題は、最も複雑で、高価なシステムで、特にソフトウェアに依存する製品に関係しています。メンテナンスのリスクを最小限にするには、これらの製品において関連情報を含むすべての情報の記録を作成することが極めて重要です。そしてこれらの記録は、EDAツールやオペレーティングシステムから独立している必要があります。

■設計時に独自の知的財産を、特定の半導体製品に使用することで、そのシステムを開発していますか？もしそうであれば、半導体製品が製造中止になった際に、別の半導体製品を使用して再構築することが困難な場合や、再構築できたとしても、新しいシステムとなるために、再認証の対象になる可能性があります。

IPコア組込み製品、特にFPGAやASICではありふれたものとなっています。しかし、このようなIPコアを組み込んだ製品において、その製品が製造中止となるリスクを考慮に入れ、開発時に予測し計画していない場合、移管性と持続可能性をほぼ不可能にしてしまう場合もあります。移管性や持続可能性が不可能となった場合は、必要な数量を全て確保するために全額出資をして最終購入を行うのか、あるいは、ある技術から別の技術への移譲を可能にする、別のIPライセンスを追加費用を支払い入手することで、移管を可能にする必要があるかもしれません。各半導体メーカーが提供しているアプリケーション等を使用、必要とするIPコアを選択し、自動的に生成されるIPコアを組込むだけでは(おそらく簡単にできるからですが)、堅実な長期的システム計画とは言えません。設計段階から、長期的な視点を持って、使用するIPコアを選択しながら、長期的な計画を立てたうえで適切なＩＰコアを組込んでおかないと、何年後かに使用する半導体製品が製造中止となった際に、移管する必要となり新たな半導体製品を使用して、ＩＰコアを選択することろから始めることは不可能になってしまうかもしれません。

ロチェスターエレクトロニクスでは、これまでに多くの企業の継続供給のサポートをしてきましたが、継続供給のために起こりうる影響を抑えるための効果が最大になる設計段階で、ここで述べたような長期システムを継続するための計画を立てていないケースを散見しています。半導体製品の選定からIPコアの選定に至るまで、長期システムを製造販売している企業がそのシステムのライフサイクルを延ばすためにリスクを軽減し、スケジュールを立てる方法は数多くあります。継続供給性やシステムの長期的な可用性を確保するため、ロチェスターが提供する、豊富な製品在庫、付加価値サービス及び製造ソリューションをぜひご検討ください。

半導体製品の管理における事前準備 / 製造中止によるコストを回避するための6つのステップ

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