О компании «ams»
ТЕСТОВЫЙ ТЕКСТ
Преимущества современной индустриальной (промышленной) электронной компонентной базы иностранного производства в технике становятся всё
Преимущества современной индустриальной (промышленной) электронной компонентной базы иностранного производства в технике становятся всё
более очевидными в нашей стране.
В последние двадцать лет произошло коренное перераспределение на
рынке электронной компонентной
базы военного и космического назначения, объём которой оценивается суммой около 1,4 млрд. долл. в год.
Доля космоса составляет около 1% этого рынка по сравнению с 3000 млрд.
мирового рынка всей ЭКБ.
Большинство производителей ЭКБ
не имеют стимулов для участия в военном и аэрокосмическом бизнесе.
Предполагаемые финансовые прибыли здесь слишком малы, требова
ния к качеству и надёжности слишком высоки.
С развитием космических аппаратов (КА) серии Constellation (Англия),
где использовались самые современные технологии и большое число
специфических космических требований, преимущества ЭКБ индустри
ального уровня качества стали более
необходимыми и очевидными. Пионерами использования ЭКБ индуст
риального уровня качества являются
КА Iridium и Globalstar (США).
Приоритет применения ЭКБ иностранного производства индустриаль
ного уровня качества в подобных российских проектах должен отставаться стабильным, крупным фирмамизго
товителям космического приборостроения с отлаженной прецизионной
технологией производства.
Это подтверждается и тем, что стоимость строительства современного завода по производству микроэлект
ронных (по сути уже наноэлектронных) схем достигает 2...3 млрд. долл.
В отсутствие развитого внутреннегорынка, опытных менеджеров и в су
ществующих условиях раздела мирового рынка экономический эффект
даже в случае успешного запуска завода в России и полной государственной поддержки маловероятен.
Но сложность выбора, проектирования, поставки, проведения досто
верных испытаний, обеспечения
долговременного производства и ремонта РЭА с ЭКБ иностранного про
изводства (ИП) индустриального уровня качества окупается её преиму
ществами. Время с момента выпускана рынок ЭКБ ИП, произведённых по
новым технологиям, до момента снятия их с производства постоянно
сокращается. Это обстоятельство отражается на особенностях проекти
рования и производства РЭА, ставит
задачи по совершенствованию испытательного оборудования и вносит
коррективы при планировании долгосрочного производства РЭА.
Развитие ЭКБ ИП меняет представление разработчиков РЭА о составе
и структуре изделия, что исключает
или минимизирует возможность
ускоренного проектирования, когда
разрабатываемый объект комплекту
ется из ранее разработанных узлов. В
этой ситуации просто не будет необходимой ЭКБ ИП, а элементы важней
ших частей аппаратуры не будут рассчитаны на необходимые режимы и
характеристики: иное напряжение питания, повышенные рабочие часто
ты, что характерно для ускоренной
эволюции ЭКБ ИП, происходящей
при изменении технологии производ
ства кристаллов ЭКБ. Эту ситуацию
иллюстрирует рис. 1, где технологии,
расположенные выше, являются более новыми и перспективными по
сравнению с расположенными ниже.
Так, например, с увеличением быстродействия микросхемы возникают
проблемы задержки сигнала в соединителях блоков и плат. Появление
новых типов корпусов приводит к необходимости повторной разработки
топологий печатных плат и использование
В статье обоснованы сложившиеся в Российской Федерации тенденции
применения в ракетнокосмической технике и смежных отраслях
промышленности новейших образцов зарубежной электронной
компонентной базы (ЭКБ), не имеющих аналогов в своём классе
среди компонентов военного назначения. Приводятся рекомендации
по выбору элементов для реализуемых проектов с учётом эволюции
технологий и производственных процессов на рынке современной
электронной компонентной базы.
Проблемы применения современной
индустриальной электронной
компонентной базы
иностранного производства
в ракетнокосмической технике
Николай Данилин, Сергей Белослудцев (Москва)
Объявление о выпуске
Увеличение производства
Производство
Снижение производства
Снятие с производства
TTL
STTL
LSTTL
CMOS
ALS
AS
HCT
FAST
ACT
FCT
BCT
ABT
LVT
TTL
STTL
LSTTL
CMOS
ALS
AS
HCT
FAST
ACT
FCT
BCT
ABT
LVT
Сокращение жизненного цикла ЭКБ
ИП, произведённых по новейшим технологиям
зования иных коммутационных ре
шений, а также изменения техноло
гических процессов.
Развитие ЭКБ ИП продолжается, а
вместе с тем изменяется время жиз
ненного цикла: оно сокращается для
последующих поколений ЭКБ ИП,
как показано в табл. 1. Среднее время
выпуска последующих поколений
ЭКБ ИП приведено в табл. 2.
На примере модулей памяти видны
изменения времени жизненного цикла ЭКБ ИП (рис. 2), в том числе изменение технологических норм объёма
памяти, типа памяти, типа корпуса и
напряжения питания с момента объявления о выпуске до снятия с производства. На рис. 2 приведены данные
за 2000 г., но сейчас они не только не
потеряли актуальности, но и полностью подтвердились. По данным
Insight Research, активный жизненный цикл каждого поколения микросхем составляет два года.
В табл. 3 представлено описание
этапов существования ЭКБ ИП с точ
ки зрения всех участников рынка:
фирмы – производителя ЭКБ ИП и
конкурирующих производств, выпускающих аналогичные элементы, а
также приведены данные, характери
зующие производственные процес
сы при изготовлении элементов.
Как реакцию на происходящие эта
пы развития и спада производства
можно наблюдать изменение во времени стоимости элементов. Развитие
производственноэкономического
жизненного цикла изделий диктует
производителю, из каких элементов в
настоящее время выгодно разрабаты
вать РЭА с максимально возможными
функциональными возможностями,
а какие элементы необходимо исключить из перечня компонентов,
используемых при разработке новых
образцов РЭА.
Любое несоответствие рыночным
требованиям может поставить под
угрозу реализацию технического задания или сделать РЭА неконкуренто
способной. Причиной может явиться
увеличение времени производства из
за проблем с поставками устаревших
элементов, а следствием – изготовление морально устаревших образцов
РЭА, функциональные возможности
которых ниже, чем у более оператив
но работающих конкурентов.
Группа по контролю за устареванием компонентов Великобритании
(U.K. Components Obsolescence Group
(COG)) сформулировала зависи
мость основных этапов жизненного
цикла ЭКБ ИП по критерию, учитывающему объём выпуска элементов в
единицу времени, от финансовой за
интересованности производителей
ЭКБ ИП (см. рис. 3). До момента запуска серийного производства произ
водитель вправе вносить конструк
тивные и программные изменения в
структуру компонентов (см. табл. 3), а
потребитель рискует приобрести
ЭКБ, выпущенную по предваритель
ным спецификациям.
Существует много аргументов «за»
и «против» использования ЭКБ индустриального уровня качества, ряд ко
торых сформулирован в директивах
Перри.
ФОРМУЛИРОВКА ДИРЕКТИВЫ
ПЕРРИ
29 июня 1994 года министр обороны США Уильям Перри (William Perry)
выпустил директиву, предписываю
щую всем видам вооружённых сил
при закупке военной продукции и
разработке новых систем оружия в обязательном порядке использовать
коммерческие технические характери
стики, спецификации и стандарты. Отступать от этого правила разрешалось
только с санкции министра обороны.
Директива Перри не утверждает, что
должны использоваться только изделия, произведённые для коммерческо
го или промышленного применения.
Это неправильное представление, которое возникает у многих потенци
альных потребителей ЭКБ коммерческого и индустриального уровня каче
ства. Директива предписывает:
● необходимо использовать технические условия (ТУ), ориентированные на выходные характеристики изделия;
● на партию ЭКБ надо распространить предельные характеристики,
4M
16M
32M
64M
12M
256M
1G
1,6 мкм
1,2 мкм
0,8 мкм
0,5 мкм
0,35 мкм
0,25 мкм
0,18 мкм
5/3,3 В
3,3 В
2,5 В
2,0 В
1,5 В
CSP (включая μBGA)
Объём памяти
Тип памяти
Тип корпуса
Напряжение питания
Рис. 2. Изменение времени жизненного цикла, объёма, типа памяти и рабочих частот,
типа корпуса и напряжения питания модулей памяти
*Изначально устаревшие
**Последние разработки
Таблица 1. Среднее время жизненного цикла ЭКБ ИП
Таблица 2. Среднее время жизненного цикла ЭКБ ИП индустриального уровня качества
Категории ЭКБ Период полного устаревания ЭКБ ИП, лет
ЭКБ ИП военного и космического уровня* качества >12,5
ЭКБ ИП индустриального уровня качества** <8,5
Всего: все уровни качества ~10
Вид ЭКБ Период полного устаревания ЭКБ ИП
Семейства памяти <9 месяцев
Программируемые логические устройства >1 год
Микропроцессоры, вентильные ячейки <2 года
Цифровые сигнальные процессоры ~3 года
Семейства логических элементов ~6 лет
достигнутые для коммерческих и
промышленных изделий;
● в первую очередь использовать
промышленные ТУ и стандарты;
● использовать военные ТУ и стандарты в тех случаях, когда нет про
мышленных.
В качестве промышленных подходов применения ЭКБ индустриального уровня качества использовались
методы отбраковки (JANTXV), контроля и ограниченной отбраковки
(JANS).
ПРЕИМУЩЕСТВА ЭКБ
ИНДУСТРИАЛЬНОГО УРОВНЯ
КАчЕСТВА
Существенным фактором является
доступность приобретения в кратчайшие сроки ЭКБ индустриального
уровня качества для различных целей, соответствующих требованиям
стандартов производителя, т.е. полностью готовых изделий по мини
мальным ценам. Стандарты производителя могут означать продукцию со
стандартными характеристиками и
отбраковку поступивших элементов
по требованиям военной приёмки.
Подход к ЭКБ индустриального
уровня качества разработан на основе
принятия стандартных ЭКБ массово
го производителя. В этом случае реализуются преимущества крупносе
рийного производства и, что более
существенно, нет необходимости в
линиях специального производства,
наличие которых было основным требованием для производства традици
онных ЭКБ военного и космического
назначения. Программа поставки ЭКБ
индустриального уровня качества может выявить и устранить потенциаль
ные аномалии посредством целевого
отбора на основании выборки из
партии. За счёт этого исключаются
большие затраты, необходимые для
проведения полной отбраковки или
квалификационных процедур, а так
же связанные с ними потери времени.
Целевой отбор предусматривает:
● наличие результатов испытаний на
воздействие внешних воздействующих факторов (ВВФ) и разрушающего физического анализа (РФА);
● наличие информации о производителе;● информационную поддержку партнёров по ЭКБ, такую как IGG (Порт
смут, Англия), Technologica (Севи
лья, Испания);
● знание условий применения, заложенных на этапе проектирования;
● тесный контакт разработчиков аппаратуры и специалистов по ЭКБ, по
нимающих требования друг друга.
Например, приобретённые на бирже или у производителей компоненты
JANTXV, эквивалентные компонентам
военного стандарта 883B или компонентам по стандарту уровня качества
производителя, являются компонента
ми индустриального уровня качества.
Многие потребители использовали
ЭКБ индустриального уровня качества в течение длительного времени. Во
многих космических программах
уже применялись индустриальные
изделия с ограниченной отбраков
кой, с тем чтобы достичь высокого
уровня качества при минимальных
ценах и сроках поставки по сравнению с традиционным подходом
JANS/Class S.
Преимущества ЭКБ индустриально
го уровня качества приводят к сокращению рынка ЭКБ военного и косми
ческого назначения, что следует из
объективного распределения по секторам рынка
Точка компенсации затрат производителя
Кривая заинтересованности заинтересованности (выгоды) производителя производителя Кривая заинтересованности
(выгоды) производителя
Этапы жизненного цикла ЭКБ ИП,
характеризующиеся объёмом выпуска,
с приведением кривой заинтересованности
производителя ЭКБ ИП
Распределение ЭКБ по секторам
рынка
Стоимость и сроки поставки ЭКБ различного уровня качества
Характеристики ЭКБ индустриального уровня качества ЭКБ военного уровня качества ЭКБ космического уровня качества
Стоимость ЭКБ Низкая Средняя Максимальная
Затраты на оборудование рабочего места контроля ЭКБ Средние Малые
Затраты по испытаниям на радиационную стойкость Средние (необходимы испытания) Средние (выборочные испытания) Малые
Затраты на подготовку технических условий (ТУ) Большие (большой объём ТУ, минимум
информации)
Средние (информационноWтехнические
материалы, краткий аналог ТУ)
Малые (ТУ поставляется с ЭКБ, но необходим перевод)
Затраты на подготовку разрешительной
сопроводительной документации Большие Средние Малые
Вероятность приобретения современной ЭКБ Высокая Средняя Низкая
Вероятность поставки в требуемые сроки, % 95 (поставки со склада) 40 0...5 (эмбарго)
Таблица 3. Этапы существования ЭКБ ИП для сегментов производственноэкономического жизненного цикла
Сегменты Объявление
о выпуске
Увеличение
производства Производство Насыщение Снижение производства Снятие с производства
Продажи Медленно возрастают Стремительно возрастают Стабильные Спад Уменьшение Единичные и по договору
Цена Наивысшая Снижение цены Стабильная Стабильная Резкое повышение Высокая
Применение Низкое Возрастающее Стабильно Стабильно Снижающееся Единичное
Изменение
компонента Частое Постоянное Периодические
изменения Незначительное Незначительное или нет Нет
Конкуренция Незначительная Высокая Стабильно высокая Начало снижения Уменьшение Уменьшение
© ООО «ОПТОЧИП», 2017-2024. Политика конфиденциальности. 125430, РФ, Москва, ул. Митинская, д.16