We are also faced with the global shortage of semiconductors

26 April 2024

We are also faced with the global shortage of semiconductors

In the last 4-6 months the market for electronic components has seen an increase in the demand for semiconductors to the extent that manufacturers cannot keep up. At EKTOS we have also observed increasing prices and longer lead times, in some cases up to 20 weeks in production volumes but in rare cases longer than one year.

Why is there a shortage in the first place?

Several factors are influencing the global production capacity of semiconductors. MarketWatch lists several market trends:

The trend in the past years has been to add electronics to more and more products, including products that were historically without electronics.
The technology keeps evolving, and microchips continue to get smaller, but the number of factories (fabs) that are equipped with the latest production methods is not increasing at the same rate.
When the global pandemic broke out the demand for user electronics increased dramatically which was the last straw.

Harvard Business Review adds geopolitical reasons and bad luck to the list:

When the Trump administration tightened regulations on the sales of semiconductors to Chinese companies, the same companies responded by stocking up on microchips while American companies were cut off from chips produced by China’s Semiconductor Manufacturing International Corporation.
In July and October 2020, two advanced Japanese factories had to shut down production due to fires at their facilities. One of the factories is still down.

In short, the supply chain has not been sufficiently robust to mitigate the risks and to keep up with the growing demand. This has led leaders in the US and the EU to conclude that it is necessary to build fabs locally. However, such efforts will not result in an increased capacity for another 3-5 years as fab construction is very capital-intensive and advanced.

Developing new products in times of shortage

Currently, we experience that active components are affected to a higher degree, but a shortage of this scale is expected to influence other component groups. Alexander Liubimov, Business Director in EKTOS’ Department of Electronics Development and Design lists the steps he and his team are able to take to mitigate the situation, ”First of all it is important to communicate to our customers that increased lead time on components as well as price adjustments can be expected.” Alexander adds, “When possible, we design for second sourcing by having a few alternative processors in mind. This means that both hardware and software designs are created to be less dependent on processor-specific features and peripherals which allows for replacement of components without having to redesign the layout of the entire circuit board.” Alexander adds, “Another option is to implement SoC solutions that are more available, like ESP32, even when the rich set of features, like connectivity, is not used in the specific version of the product.”

First of all it is important to communicate to our customers that increased lead time on components as well as price adjustments can be expected. – Alexander Liubimov, Business Director

Alexander furthermore notes that the engineers have opened up to broader collaboration with a wider range of suppliers instead of relying on only one. Alexander explains, “We see very long lead times on ST processors and this affects many of EKTOS’ designs because we are an ST partner and have designed with ST processors for many years. Now we open more up for collaboration with other MCU vendors such as well-known companies like Microchip/Atmel and Silicon Labs as well as smaller vendors like Giga Devices, Holtek, or Hycon.”

Even closer ties between development and production

In cases where production is not handled by EKTOS’ sister company, TECHTO Electronics, the development team has become more involved in the production phase by planning production earlier and, in some cases, by stocking up on components.

Jesper Holst, co-founder of TECHTO Electronics elaborates, “In this situation with component shortage, it is increasingly important to control the step from development into production, so we do not end up in a situation where product launch is delayed due to unavailable components. In several projects, we have helped to source key components even before production was agreed in order to avoid delaying product launch.” Jesper Holst adds, “In TECHTO Electronics we encourage our customers to be planning as much as possible and to maintain a precise and updated forecast for the coming year. It makes a difference if orders can be placed 1-2 months earlier than before.”

It is increasingly important to control the step from development into production, [to avoid that] product launch is delayed due to unavailable components. – Jesper Holst, co-founder of TECHTO Electronics

Both in TECHTO Electronics and in EKTOS we monitor the situation, keep close contact with purchase departments, and stay updated on impact analysis.

Vi oplever også den globale mangel på halvledere

De seneste 4-6 måneder har markedet for elektroniske komponenter oplevet en stigning i efterspørgslen på halvledere i så stort et omfang, at producenterne ikke har kunne følge med. Hos EKTOS møder vi også stigende priser og længere leveringstider. I nogle tilfælde ser vi leveringstider op til 20 uger, når vi taler om produktionsmængder, men i sjældne tilfælde længere end et år.

Ingeniørerne hos EKTOS designer elektronik med halvledermanglen i tankerne

Hvad er baggrunden for manglen på halvledere?

Flere faktorer påvirker den globale produktionskapacitet for halvledere. MarketWatch peger på en række tendenser:

Tendensen de seneste år har været at tilføje elektronik i flere og flere produkter inklusiv produkter, der historisk set var uden elektronik.
Teknologien fortsætter med at udvikle sig, mikrochips bliver fortsat mindre, men antallet af fabrikker, der er udstyret til de nyeste produktionsmetoder, vokser ikke med samme hastighed.
Da pandemien brød ud, steg efterspørgslen på forbrugerelektronik drastisk, hvilket var den sidste dråbe.

Harvard Business Review udvider listen af faktorer med geopolitiske begivenheder:

Da Trump-administrationen strammede reglerne for salget af halvledere til kinesiske virksomheder, svarede de samme virksomheder igen med at fylde deres lagre med mikrochips, mens amerikanske virksomheder blev afskåret fra chips produceret af Kinas Semiconductor Manufacturing International Corporation.
I juli og oktober 2020 måtte to avancerede japanske fabrikker lukke produktionen på grund brand. En af de to fabrikker er stadig ude af drift.

Kort sagt har forsyningskæden ikke været robust nok til at mindske risiciene og til at følge med den voksende efterspørgsel. Dette har fået USA og EU til at konkludere, at det er nødvendigt at bygge fabrikker lokalt. En sådan indsats vil dog ikke resultere i en øget kapacitet før om 3-5 år eller senere, fordi det er en meget kompleks og omkostningstung process.

Udvikling af nye produkter i EKTOS

I øjeblikket oplever vi, at aktive komponenter påvirkes i højere grad and andre typer, men det må forventes at den globale komponentmangel også kommer til at påvirke andre komponentgrupper.

Alexander Liubimov, direktør i EKTOS’ udviklingsafdeling, fortæller om de muligheder hans team har for at mitigere situationen: ”Først og fremmest er det vigtigt at kommunikere til vores kunder, at en øget ”lead-time” på komponenter samt prisjusteringer kan forventes.” Alexander tilføjer: ”I de tilfælde, hvor det er muligt, designer vi printet, så komponenter kan udskiftes. Det betyder, at både hardware- og softwaredesign vil være mindre afhængige af processorspecifikke funktioner, så komponenter kan udskiftes uden at skulle redesigne layoutet på hele printkortet.” Alexander tilføjer: “En anden mulighed er at implementere SoC-løsninger, der er mere tilgængelige, som for eksempel ESP32. Det kan være en god løsning, også selvom alle funktionerne ikke bliver udnyttet i produktet, som f.eks. trådløs kommunikation“

Først og fremmest er det vigtigt at kommunikere til vores kunder, at en øget ”lead-time” på komponenter samt prisjusteringer kan forventes. – Alexander Liubimov, direktør i EKTOS’ udviklingsafdeling

Alexander bemærker desuden, at ingeniørerne i EKTOS har åbnet op for et bredere samarbejde med flere leverandører frem for kun at benytte en enkelt. Alexander forklarer: ”Vi ser meget lange leveringstider på ST-processorer, og dette påvirker mange af EKTOS’ designs, fordi vi er en ST-partner og har designet med ST-processorer i mange år. Nu åbner vi op for mere samarbejde med andre MCU-leverandører som for eksempel Microchip / Atmel og Silicon Labs samt mindre leverandører såsom Giga Devices, Holtek og Hycon. ”

Endnu tættere samarbejde mellem udvikling og produktion

I tilfælde, hvor produktionen ikke håndteres af EKTOS’ søsterselskab, TECHTO Electronics, er udviklingsteamet blevet mere involveret i produktionsfasen ved at planlægge produktionen tidligere og i nogle tilfælde ved selv at købe komponenter ind til lageret.

Jesper Holst, medstifter af TECHTO Electronics, uddyber: ”I denne situation med komponentmangel er det endnu vigtigere at kontrollere skridtet fra udvikling til produktion, så vi ikke ender i en situation, hvor produktlancering er forsinket på grund af utilgængelige komponenter. I flere projekter har vi hjulpet med at anskaffe nøglekomponenter, selv før produktionen blev aftalt netop for at undgå at forsinke lanceringen.” Jesper Holst tilføjer: ”I TECHTO Electronics opfordrer vi vores kunder til at planlægge så meget som muligt og at holde en præcis og opdateret prognose for det kommende år. Det gør en forskel, hvis ordrer kan placeres 1-2 måneder tidligere end førhen.”

[D]et er endnu vigtigere at kontrollere skridtet fra udvikling til produktion, så vi ikke ender i en situation, hvor produktlancering er forsinket på grund af utilgængelige komponenter. – Jesper Holst, medstifter af TECHTO Electronics

Både i TECHTO Electronics og i EKTOS overvåger vi situationen, holder tæt kontakt med indkøbsafdelinger og holder os opdateret om konsekvensanalyser.