Was die Obsoleszenz in der Elektronik vorantreibt
Obsoleszenz ist ein erwarteter Bestandteil von Produktlebenszyklen, doch in den letzten Jahren ist die Bauteil-Obsoleszenz infolge der Pandemie stark angestiegen. 2021 wurden 528,546 Bauteile abgekündigt. Im Folgejahr stieg diese Zahl weiter an: 2022 wurden 756,087 Bauteile obsolet, was einem Anstieg von fast 50% gegenüber dem Vorjahr entspricht.
Neue Daten zeigen, dass sich dieser starke Anstieg der Obsoleszenz allmählich abflacht. 2023 erreichten nur 473,910 Bauteile ihr EOL, ein Rückgang von 37% gegenüber dem Vorjahr. Die Daten der ersten beiden Monate des Jahres 2024 deuten auf einen ähnlichen Verlauf hin: Bislang wurden 39,190 EOLs ausgegeben.
Trotz des jüngsten Rückgangs der Bauteil-Obsoleszenz ist die Zahl der Unternehmen, die EOLs ausgeben, seit 2021 jedes Jahr gestiegen: 2023 kündigten 990 Hersteller Bauteile ab. Dieser Trend dürfte sich 2024 fortsetzen, denn allein in den ersten beiden Monaten des Jahres gaben 305 Unternehmen EOLs aus.
Bei der Analyse der Historie von Bauteil-EOLs stellte Z2Data fest, dass in zwei Monaten mehr Obsoleszenzereignisse auftraten als zu jeder anderen Jahreszeit: im März und im Oktober. Zwar gibt es keine Garantie, dass in diesen Monaten in einem bestimmten Jahr die meisten Bauteile abgekündigt werden, doch sind es zweifellos Zeiträume, in denen Design- und Bauteilingenieure sowie Fachleute für strategische Beschaffung bei Benachrichtigungen und Änderungen der Verfügbarkeit besonders wachsam sein sollten.
2023 wurden 473,190 Bauteile obsolet. Bemerkenswerter ist jedoch, wie vielen dieser EOL-Ereignisse keine Produktänderungsmitteilung (PCN) des Herstellers vorausging. Rund 30% dieser abgekündigten Bauteile, also etwa 142,173 Teile, waren nicht von einer PCN begleitet.
Dieser Mangel an Kommunikation seitens der Lieferanten ist mit ein Grund dafür, dass die Bauteil-Obsoleszenz für Hersteller ein so schwieriges Hindernis darstellen kann. Unternehmen, die für ein abzukündigendes Bauteil nie eine PCN erhalten, verfügen nicht über ausreichend Vorlaufzeit, um die notwendigen Änderungen an ihren Designs, Stücklisten (BOMs) und Lieferantenbeziehungen vorzunehmen. Infolgedessen müssen sie ihre Notfallprozesse in kürzeren Zeiträumen umsetzen, was die Wahrscheinlichkeit von Fehleinschätzungen erhöht und wichtige Entscheidungen in der Lieferkette überstürzt.
Das Wissen, dass nahezu ein Drittel aller EOLs ohne jede Vorwarnung erfolgt, macht das Obsoleszenzmanagement und die damit verbundenen Strategien zur Risikominderung für die Aufrechterhaltung des Betriebs umso wichtiger.
Angesichts der enormen Stückzahlen, die heute im Umlauf sind, überrascht es nicht, dass passive Bauteile den Löwenanteil der Bauteile ausmachen, die ihr EOL erreichen. 2023 wurden 79,669 Widerstände obsolet. Es folgten 54,663 EOLs bei Kondensatoren, 53,831 bei Steckverbindern und 13,367 bei Schwingquarzen.
Da deutlich weniger Halbleiter im Umlauf sind, fallen die EOL-Zahlen für diese Bauteile zwangsläufig erheblich niedriger aus als bei passiven Bauteilen. Dennoch zeigen die Daten, dass 2023 eine beträchtliche Zahl von Halbleitern abgekündigt wurde. Dazu zählten über 6,268 Transient Voltage Suppressors, 5,884 lineare Spannungsregler, 4,931 Mikrocontroller, 3,533 Gleichrichter und 2,230 MOSFETs.
Aufgrund der tiefgreifenden Herausforderungen, die der Halbleiter-Obsoleszenz innewohnen, hatten diese Zahlen zweifellos erhebliche Auswirkungen auf Hersteller, Distributoren und weitere Beteiligte entlang der Elektronik-Lieferkette. Der Aufwand, einen für das Design eines Produkts unverzichtbaren Halbleiter zu ersetzen, ist in weiten Teilen des Geschäftsbetriebs spürbar und betrifft unter anderem Entwicklung, Commodity-Management und strategische Beschaffung.
Z2Data befragte Fachleute aus der Elektronikbranche, um ihre Einschätzungen zu den wichtigsten Herausforderungen des Obsoleszenzmanagements zu erheben. Die am häufigsten genannte Herausforderung, die von gut 30% der Befragten angeführt wurde, war die Sicherstellung von Kompatibilität und Leistung bei Ersatzlösungen. Auf die Schwierigkeiten bei der Eignung von Alternativen folgte die genaue Prognose von Obsoleszenztrends, die etwa ein Viertel der Befragten als Herausforderung nannte. Weitere Themen waren die Identifizierung alternativer Bauteile, die Sicherung des für das Obsoleszenzmanagement erforderlichen Budgets und das Ausbleiben von Benachrichtigungen über EOL-Änderungen.
Z2Data fragte die Fachleute zudem, welche Faktoren ihrer Ansicht nach die wichtigsten Auslöser für Bauteil-EOLs sind. Die meisten Befragten (38.5%) nannten technologische Fortschritte, die die Lebenszyklen von Bauteilen überholen, als am wirkungsvollsten, während 25.6% auf Lieferkettenstörungen verwiesen. Weitere Antworten waren eine geringere Marktnachfrage (20.5%) und Änderungen von Branchenstandards (12.8%).
Als Z2Data die Umfrageantworten mit den tatsächlichen Daten zu den Ursachen der Bauteil-Obsoleszenz verglich, zeigten sich deutliche Abweichungen. Die Fachleute der Branche benannten die drei häufigsten Gründe für die Bauteil-Obsoleszenz korrekt, brachten sie jedoch lediglich in die falsche Reihenfolge.
Laut den Untersuchungen von Z2Data ist die geringe Marktnachfrage, die nur von einem Fünftel der Befragten genannt wurde, der häufigste Grund für die Bauteil-Obsoleszenz. Die Daten zeigten, dass 78% aller EOL-Ereignisse auf eine geringe Marktnachfrage zurückgehen. Technologische Veränderungen hingegen, die unter den Befragten am häufigsten gewählt wurden, machen nur 15% der EOLs aus. Lieferkettenstörungen, die 25% der Befragten für den größten Obsoleszenz-Verursacher hielten, sind für vergleichsweise geringe 7% aller EOLs verantwortlich.
Z2Data ging der Frage nach, wie sich Obsoleszenz in drei zentralen Halbleiterkategorien zeigt: Mikrocontroller (MCUs), Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) und Dynamic Random-Access Memory (DRAM).
Bei MCUs ist die Obsoleszenz nach Node-Technologie ausgeprägt. Die Mitte der 1990er-Jahre eingeführte 350-Nanometer-Technologie ist weitgehend obsolet geworden: EOL-Bauteile machen über 70% aller 350-nm-MCUs aus. Die Nodes 180 und 130 nm verzeichneten 2023 die meisten EOLs, was den raschen Wechsel zu den Node-Technologien 28 und 16 nm verdeutlicht. Weniger als die Hälfte aller bestehenden MCUs der Nodes 180 und 130 nm sind noch aktiv im Einsatz.
Konkret im Jahr 2023: 1,495 180-nm-Mikrocontroller wurden abgekündigt, 996 130-nm-MCUs wurden obsolet und über 1,063 350-nm- und 250-nm-Nodes erreichten ihr EOL. Im Gegensatz dazu wurden bei den 16-nm-Nodes nur neun Bauteile obsolet, was auf ein nahezu nicht vorhandenes Obsoleszenzrisiko hindeutet.
Obsoleszenz betrifft nicht nur Halbleiter nach Node-Größe, sondern verdrängt auch ältere Bit-Technologien. 110- und 130-nm-MCUs wiesen historisch eine Mischung aus 8-, 16- und 32-Bit-Technologien auf. Da sich die Branche weiter zu kleineren Nodes verschiebt, wurden die 8- und 16-Bit-Technologien zunehmend durch 32-Bit-MCUs ersetzt.
Die heutige Landschaft der 40- und 55-nm-Nodes besteht nahezu vollständig aus 32-Bit-Technologie. Das sollten Unternehmen und ihre Entwicklungsteams unbedingt berücksichtigen, wenn sie Neukonstruktionen erwägen oder Änderungen an bestehenden Stücklisten (BOMs) prüfen.
Aus Sicht der Node-Obsoleszenz ähneln FPGAs den MCUs recht stark. Die Mehrheit der FPGAs ab 90 nm und größer hat inzwischen ihr EOL erreicht, während die 130- und 150-nm-ICs sich noch an aktive Nutzungsraten zwischen 40% und 50% klammern. Bei 28 nm und kleiner liegt der Anteil aktiver FPGAs bei rund 90% oder höher.
FPGAs am 65-nm-Node tendieren nun zum EOL. 2023 stieg die Obsoleszenz bei 65-nm-FPGAs stark an, wobei 215 der Halbleiter ihr EOL erreichten. Eine Reihe weiterer Nodes, darunter 90, 150, 180, 220 und 300, verzeichnete 2023 Obsoleszenzraten zwischen 150 und 155 Bauteilen.
Double-Data-Rate-Speicher (DDR) trat um das Jahr 2000 erstmals als Nachfolger von SDRAM und nächste Generation der Speichertechnologie in Erscheinung. In den gut zwei Jahrzehnten seither hat er zahlreiche Entwicklungsstufen durchlaufen: DDR2, DDR3, DDR4 und DDR5 (2020 veröffentlicht).
Mehr als die Hälfte der DDR-, DDR2- und DDR3-Halbleiter ist inzwischen jeweils EOL, während DDR4 und DDR5 den Speichermarkt zunehmend dominieren. Das 2007 eingeführte DDR3 tendiert nun zur Abkündigung.
Eine Analyse von DRAM nach Node-Größe offenbart eine deutliche Verschiebung hin zu fortschrittlicheren Wafern. Die meisten DDR-Bauteile für Nodes ab 40 nm und größer, bis hin zu 150 nm und mehr, sind inzwischen obsolet. Die Größe von 20 bis 28 nm ist derzeit der Brennpunkt der Obsoleszenz: 74.5% dieser ICs sind nun EOL.
Herausforderungen durch Obsoleszenz lassen sich mit verschiedenen Strategien zur Risikominderung bewältigen. Indem Unternehmen diese Probleme proaktiv angehen, können sie unerwartete Störungen in ihrer Lieferkette vermeiden.
Das konsequente Multi-Sourcing aller Bauteile hat beim guten Obsoleszenzmanagement höchste Priorität. Unternehmen sollten Cross-References ermitteln, die den Kriterien Form, Fit und Function entsprechen, und technologische Upgrades ihrer Bauteile nutzen, sobald sich entsprechende Gelegenheiten bieten. Gutes Multi-Sourcing bedeutet zudem, eine umfassende Diversifizierung der Lieferkette zu nutzen: Lieferanten werden geprüft, um sicherzustellen, dass Alternativen an unterschiedlichen Standorten gefertigt werden, sodass eine einzelne Störung nicht mehrere Alternativen gleichzeitig ausschaltet.
Die Lebenszyklusprognose ist ein weiterer wichtiger Ansatz. Der Zugriff auf die Lebensdauer einzelner Bauteile und deren Analyse hilft Unternehmen, sich auf das EOL vorzubereiten, indem sie strategische Roadmaps erstellen und tragfähige Ersatzlösungen lange vor dem Eintreten von Zeitdruck festlegen. Präzise Prognosen erfordern die Zusammenführung von Marktnachfrage, technologischen Fortschritten und Branchentrends.
Schließlich hilft eine gute Kommunikation mit Lieferanten Unternehmen zu verstehen, wie sich ihre Lieferkette gegenüber unterschiedlichen Obsoleszenz-Auslösern behauptet. Fachleute für strategische Beschaffung sollten in Erfahrung bringen, wie sich Hersteller auf bevorstehende Compliance-Vorschriften, PCNs oder plötzliche Nachfrageschwankungen vorbereiten. Der Aufbau starker Beziehungen zu Lieferanten fördert die Transparenz und strategische Zusammenarbeit, mit der sich viele potenzielle künftige Probleme abwenden lassen.
Bauteil-Obsoleszenz ist zugleich veränderlich und unausweichlich. 2023 bedeutete zwar eine Rückkehr zur Normalität nach dem Anstieg während der Pandemie, dennoch erreichten rund 474,000 Bauteile ihr EOL. Nach gut zwei Monaten ist 2024 auf dem Weg zu einer ähnlichen Zahl.
Obsoleszenzmanagement ist eine ständige Hürde für Unternehmen. Mit dem Part Risk Manager (Bauteil-Risikomanagement) von Z2Data erhalten Teams den nötigen Vorsprung, um Störungen zu meistern und Bauteile auszuwählen, die exakt zu ihren Produktanforderungen passen. Gestützt auf eine Datenbank mit Informationen zu über einer Milliarde Bauteilen ermöglicht der Part Risk Manager, Bauteile, die Ihren Anforderungen an Form, Fit und Function entsprechen, mühelos zu suchen und zu vergleichen.
Die Plattform bietet zudem einen proprietären Algorithmus zur Lebenszyklusprognose, mit dem Sie Obsoleszenzrisiken für den Lebenszyklus Ihres Produkts proaktiv angehen. Mit dem Part Risk Manager lassen sich Prognosen zum Produktlebensende (EOL) einsehen, geeignete Ersatzlösungen finden und langlebigere Produkte entwickeln, sodass Sie Störungen minimieren und unnötige Kosten vermeiden. Sehen Sie Daten zu Bauteilen, darunter Lebenszyklusstatus, Einhaltung gesetzlicher Vorschriften, Marktverfügbarkeit und Cross-References, auf einer einzigen zentralen Plattform.
Cross-References ermitteln, die den Kriterien Form, Fit und Function entsprechen. Über mehrere Produktionsstandorte diversifizieren, damit eine einzelne Störung nicht mehrere Alternativen gleichzeitig ausschaltet.
Auf Daten zur Lebensdauer einzelner Bauteile zugreifen, um sich frühzeitig auf das EOL vorzubereiten. Marktnachfrage, Technologietrends und Branchenveränderungen zu strategischen Roadmaps zusammenführen.
Starke Lieferantenbeziehungen aufbauen, um PCN-Vorwarnungen frühzeitig zu erkennen. Verstehen, wie sich Hersteller auf Compliance-Änderungen und Nachfrageschwankungen vorbereiten, bevor diese zur Krise werden.
Laden Sie eine Stückliste (BOM) hoch und erhalten Sie Lebenszyklusstatus, EOL-Prognosen, Obsoleszenz-Warnungen und qualifizierte Ersatzlösungen für jedes Bauteil aus über 1 Mrd. Teilen in einer Ansicht.
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