Inoperabilidade, ou porque razão surgiram as normas JEDEC

A interoperabilidade — a capacidade de hardware e software serem compatíveis com outros dispositivos, componentes e tecnologias de diferentes fabricantes — é uma parte fundamental do setor da microeletrónica. A interoperabilidade cria uma fluidez que permite aos fabricantes desenvolver relações sinérgicas com empresas de vários setores. Estas relações não só apoiam as empresas de microeletrónica, como também impulsionam o avanço tecnológico de tudo, desde computadores e dispositivos médicos até veículos e cartões de crédito. 

A normalização à escala do setor é a força motriz por detrás do elevado e vantajoso nível de interoperabilidade de que a área da microeletrónica beneficia. Como explica a Ultra Librarian, «As normas são aplicadas ao nível do produto, da placa, do chip e do protocolo, criando restrições para os projetistas de placas». Uma das organizações mais relevantes na supervisão das normas em constante evolução do setor dos semicondutores é a JEDEC Solid State Technology Association. 

História da JEDEC: tudo começou com as válvulas de vácuo 

A história da JEDEC — ou de algo semelhante — remonta mais atrás do que se possa imaginar. O organismo antecessor da JEDEC foi fundado em 1944, quando várias associações criaram um corpo de normalização — denominado Joint Electron Tube Engineering Council, ou JETEC — para coordenar a numeração das válvulas de vácuo para a indústria radiofónica. O organismo foi alargando gradualmente o seu âmbito aos semicondutores e, em 1958, passou a chamar-se Joint Electron Device Engineering Council. 

Embora a JEDEC tenha inicialmente desempenhado a função de criar e atribuir referências a dispositivos do setor da microeletrónica, na década de 1970 a organização já abrangia vários comités importantes. Estes novos grupos foram criados para definir normas para produtos utilizados pelo Governo (conhecido como JC-13); qualidade e fiabilidade em aplicações comerciais (JC-14); e termos, definições e símbolos do setor (JC-10). À medida que o papel e a centralidade dos semicondutores na vida quotidiana foram aumentando nas décadas seguintes — em grande parte devido à popularidade crescente e à evolução acelerada do computador pessoal — as responsabilidades de normalização da JEDEC tornaram-se cada vez mais vitais para este setor em expansão. 

A expansão da JEDEC para a indústria dos semicondutores

No final da década de 1990, as empresas eletrónicas estavam a tornar-se mais globais e a transferir grande parte da sua produção para o estrangeiro. Reconhecendo esta evolução do setor, a JEDEC decidiu disponibilizar as suas normas globalmente por via da International Electrotechnical Commission (IEC). Segundo o presidente da JEDEC, John Kelly, o acordo «reconheceu que a JEDEC estava a desenvolver normas importantes para a indústria internacional dos semicondutores». Em 1997, a organização publicou pela primeira vez as normas JEDEC online, permitindo a qualquer interveniente do setor aceder, consultar e transferi-las gratuitamente. Esta política de normas abertas, considerada pouco convencional na época e até questionada por muitos no meio, viria a tornar-se um fator crucial na maturação do setor e a facilitar a sua superior interoperabilidade. 

Atualmente, a JEDEC — que conta já com mais de 3.000 voluntários de 350 empresas — começou a apoiar a indústria de cloud computing. À medida que empresas tecnológicas como a Google e a Amazon constroem gigantescos centros de dados, o organismo está a desenvolver normas JEDEC para as unidades de estado sólido (SSD) utilizadas pelos servidores que alimentam estas operações de larga escala. 

Normas JEDEC para memória 

Embora a JEDEC publique normas para diversos dispositivos e processos do setor da microeletrónica — incluindo, mais recentemente, requisitos detalhados para procedimentos de gestão de riscos essenciais para travar o aumento dos componentes contrafeitos — as normas mais reconhecidas e provavelmente mais relevantes da organização são as de memória. As normas JEDEC para memória estão essencialmente organizadas em três categorias: memória principal, memória flash e memória móvel. 

Norma JEDEC para memória principal 

As normas JEDEC para memória principal são publicadas pelo Comité JC-42 de Memórias de Estado Sólido. A norma JEDEC cobre SDRAM síncrona e SDRAM de dupla taxa de transferência de dados (DDR SDRAM). No caso concreto da DDR SDRAM, a JEDEC publicou normas de desempenho para DDR3, DDR4 e DDR5. 

Norma JEDEC para memória flash

As normas da organização para memória flash, definidas pelo Comité JC-64 da JEDEC para armazenamento de memória embutida e cartões de memória amovíveis, abrangem unidades de estado sólido (SSD), embedded MultiMediaCard (eMMC) e Universal Flash Storage. Esta norma JEDEC aplica-se à tecnologia flash de estado sólido — incluindo elementos como unidades USB, cartões de memória amovíveis e a tecnologia presente em dispositivos móveis.

Norma JEDEC para memória móvel

As normas do organismo para memória móvel concentram-se sobretudo em tecnologias LPDDR (Low Power Double Data Rate) e Wide I/O. As normas LPDDR pretendem definir parâmetros de referência para a velocidade e eficiência da memória em dispositivos móveis. As normas Wide I/O, por seu turno, estabelecem requisitos de desempenho para memória de largura de banda elevada (HBM). Estas normas de memória móvel são definidas pelo Subcomité JC-42.6 para Memórias de Baixo Consumo. 

Desafios das normas JEDEC para a cadeia de abastecimento dos semicondutores

É inegável que o know-how da JEDEC tem sido um ativo inestimável para a diversidade crescente de aplicações e interoperabilidade da indústria dos semicondutores desde a fundação do organismo há quase sete décadas. Ainda assim, o cumprimento das exigentes normas JEDEC pode ser um desafio para as empresas que operam na cadeia de abastecimento deste setor. Abaixo, analisam-se duas dessas normas, ambas publicadas na última década, e as dificuldades que apresentam para fabricantes e fornecedores.

1. A norma PCN

Em julho de 2016, a JEDEC publicou a J-STD-046, designada como Customer Notification Standard for Product/Process Changes by Electronic Product Suppliers. Como o nome indica, a nova norma — que substituiu a anterior JESD46 — exige que os fornecedores de «produtos eletrónicos e respetivos componentes constituintes» notifiquem os clientes sempre que procedem a alterações em produtos e processos de fabrico associados. Especificamente, a J-STD-046 determina que os fornecedores devem emitir um aviso de alteração de produto, ou PCN (Product Change Notification), aos seus clientes pelo menos 90 dias antes da data de envio do novo produto. 

Importa sublinhar que se trata de um procedimento absolutamente lógico e mesmo essencial para o setor da microeletrónica. Os clientes beneficiam consideravelmente de um aviso oficial prévio sobre uma alteração ou descontinuação de produto que possa afetar a continuidade da sua cadeia de abastecimento e do seu processo de fabrico. No entanto, a justificação e utilidade da norma não tornam o seu cumprimento mais fácil para os fabricantes. Quase dois terços dos PCN na base de dados da Z2Data não foram enviados aos clientes dentro dos 90 dias estipulados pela JEDEC. Além disso, a Z2Data apurou que, das cerca de 328.000 comunicações de fim de vida (EOL) registadas na sua base de dados só em 2023, um número considerável de 82.200 não apresentavam qualquer PCN associado dirigido aos clientes. 

Existem várias razões que podem explicar porque é que os fabricantes têm dificuldade em cumprir a norma JEDEC relativa ao envio de PCN. Por exemplo, empresas de menor dimensão podem simplesmente não ter capacidade operacional para instituir um procedimento formal de notificação de PCN aos clientes — originando esforços inconsistentes e pontuais. Ou então, devido às particularidades da cadeia de abastecimento de semicondutores, os fornecedores têm dificuldades em emitir PCN 90 dias antes do envio do produto alterado aos clientes. (A análise da Z2Data indica que a maioria dos fabricantes que efetivamente emite PCN não cumpre o prazo imposto pela JEDEC.) 

Independentemente do motivo específico, é evidente que, embora a norma JEDEC para PCN possa parecer direta e razoável à primeira vista, a realidade da cadeia de abastecimento é mais complexa e muitas vezes imperfeita. Por fim, vale a pena referir que a ausência de mecanismos de responsabilização pode, subtilmente, permitir que alguns fabricantes considerem outros fatores — de interesse próprio ou não — ao decidir se investem, ou não, no trabalho e transparência necessários ao cumprimento da norma. 

2. A norma contra eletrónica contrafeita 

Poucos meses antes de lançar a sua mais recente norma PCN, a JEDEC publicou, em março de 2016, a JESD243, que define procedimentos para os fabricantes combaterem a proliferação de componentes eletrónicos contrafeitos. A JESD243 centra-se em três tipos de produtos do setor da microeletrónica: microcircuitos monolíticos, microcircuitos híbridos e semicondutores discretos. 

As normas estabelecem vários requisitos para os fabricantes de componentes eletrónicos. O principal é que as organizações de fabrico devem criar e implementar um plano de controlo de componentes contrafeitos que defina procedimentos para mitigação de riscos e para o reporte de «componentes suspeitos de serem contrafeitos». Adicionalmente, este plano de controlo deve ainda incluir:

• Uma lista dos distribuidores autorizados pelo fabricante acessível aos clientes (a publicar no site da empresa ou a fornecer mediante pedido)
• Uma lista de fornecedores aprovados, incluindo todos os subcontratantes envolvidos no processamento dos componentes ao longo da cadeia de abastecimento
• Políticas de controlo e de eliminação de produtos e materiais não conformes, para evitar que regressem à cadeia de abastecimento

Embora estes procedimentos sejam, sem dúvida, medidas essenciais na estratégia global para travar a proliferação de eletrónica contrafeita, impõem também uma camada adicional de responsabilidade processual aos fabricantes. Para executar o plano de controlo de componentes contrafeitos definido pela norma JEDEC, as organizações precisam de uma visibilidade rigorosa e atualizada da sua cadeia de abastecimento e de delimitações muito específicas relativamente ao âmbito de autorização dos distribuidores e fornecedores. 

Em resumo

É em larga medida inaceitável — e potencialmente prejudicial para o setor como um todo — que os fabricantes contornem estes requisitos. As estatísticas da Z2Data sobre a conformidade com PCN sugerem, no entanto, que é perfeitamente possível que uma grande parte dos fabricantes não esteja a cumprir à risca a JESD243. A gravidade desta eventual não conformidade para o setor dos semicondutores e para a sua sensível cadeia de abastecimento será, quase certamente, uma questão de perspetiva. 

O que é absolutamente indiscutível, no entanto, é que as apostas continuarão sempre elevadas para uma indústria global de 440 mil milhões de dólares — e em rápido crescimento. A presença consistente da JEDEC no setor e as exigências que impõe aos seus stakeholders constituem um lembrete persistente e incansável desse facto.