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Probleme in der Lieferkette

Es ist allgemein bekannt, dass die Welt in der Zeit nach Covid19 einige Lieferkettenprobleme hatte, die auch zu Preiserhöhungen führten. Wir hatten auch einige dieser Probleme, wie Probleme mit der Stahlversorgung, Schweißgas, Motoren, Treibern, VFDs und Relais. Das größte Versorgungsproblem waren jedoch im Großen und Ganzen elektronische Chips.

Bei ELITE übernehmen wir das Design und die Herstellung unserer elektronischen Platinen. Warum?

In der Welt des Werkzeugschärfens gibt es keine branchenspezifischen CNC-Steuerplatinen. Es gibt sie jedoch zum Fräsen, Drehen oder Zerspanen. Dieser Mangel veranlasste uns, unsere eigenen CNC-Steuerungen herzustellen. Dies ermöglicht es uns, Software und Elektronik für jede Maschine anzupassen. Dadurch erreichen wir einerseits einen hohen Optimierungsgrad, da jeder genau zu der Technologie passt, die er braucht, und dadurch besser funktioniert. Andererseits ermöglicht es eine sehr einfache Handhabung.
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Wir begannen unsere erste CPU mit der Atmel-Chipfamilie, insbesondere dem ATmega 328, ATmega1284 und ATmega2560. Hier laufen 8-Bit-Chips mit 20 MHz. Verfügbar in unseren CPU-328, HMI-4004, MAG-328, CPU-1285, CPU-2560.

Um mehr Geschwindigkeit und Energieeffizienz zu erreichen sowie eine starke Versorgung und Stabilität zu gewährleisten, haben wir uns 2019 entschieden, auf die moderneren Arm-Chips umzusteigen. Diese Chips werden unter anderem im Mobilfunkbereich stark genutzt. Wir haben uns letztendlich für den ARM Cortex-M4 mit dem Chip MK20DX256VLH7 des Herstellers NXP entschieden. Dieser Chip war in unserem HMI-M4 und CPU-M4 verfügbar. Es lief mit 72 MHz mit 32-Bit-Anweisungen. Das war mehr als 6x schneller als der alte Atmega!

Die Lieferkette funktionierte bis Ende 2020 gut. Zum Zeitpunkt des Schreibens dieses Artikels warten wir immer noch auf MK20-Chips. Das neueste Wort von NXP ist, dass eine kleine Menge der Teile, die wir im Januar 2021 bestellt haben, voraussichtlich bis April 2023 und eine weitere kleine Lieferung bis September 2023 eintreffen werden. Alle Anzeichen sehen so aus, als würden die April- und vielleicht sogar September-Chips nicht ausreichen, um sie zu erfüllen braucht. Es ist sehr wahrscheinlich, dass wir im Jahr 2023 keine verfügbar haben.

NXP gibt zu, dass mehr als die Hälfte der Chips, die wir im Januar 2021 bestellt haben, bis mindestens 2024 verschoben werden. Alle Anzeichen, die wir sehen, zeichnen eine düstere Zukunft für den MK20DX256VLH7-Chip. Wir sind skeptisch, ob NXP dieses Teil jemals zuverlässig liefern kann.

Leider glauben wir nicht, dass sich das Angebot an Chips jemals vollständig erholen wird. Diese Chips werden mit einem 90-nm-Siliziumprozess hergestellt. Die meisten Halbleiterfabriken der Welt konzentrieren sich auf 45 nm oder kleiner, wodurch das Angebot an älteren Chips begrenzt bleibt. Wir gehen davon aus, dass die Kosten für diese Chips wahrscheinlich steigen werden, da das Angebot weiter schrumpft.

Tatsache ist, dass die Lieferzeit nie ganz klar war: Die erste erhaltene Benachrichtigung hatte eine Lieferzeit von 20 Wochen, dann weitere 10 Wochen und so weiter.

Da unsere neuen Maschinen schnellere Chips benötigen, konnten wir die alten nicht verwenden. Diese Situation zwang uns, bis Ende 2021 ein neues Design unserer elektronischen Platinen zu entwickeln, das auch abwärtskompatibel mit den Serien CPU-M4 und HMI-M4 war. Einmal mehr haben wir uns auf die ARM-Chips verlassen. Diesmal das MK64FX512VMD12 für das CPU-M4F und das MK66FX1M0VMD18 für das HMI-M4F. Beide wieder von der Firma NXP.

Dieser Chip lief mit 120 MHz und 32 Bit und war ein Biest!

Anfangs erhielten wir einige Token, aber bald hatten wir das gleiche Problem: Als der Vorrat aufgebraucht war, erhöhte sich die Lieferzeit von 20 Wochen auf 60, und jetzt erreicht sie bereits 120 Wochen ... Wir hätten einige elektronische Platinen herstellen können, um einige zu liefern unserer Maschinen, aber das war nicht genug.

Ende 2022 haben wir erneut ein neues Design gestartet, die CPU-M7 und HMI-M7, basierend auf der Cortex M7-Serie, der Chip MIMXRT1062DVL6B, ebenfalls von NXP. Der Chip läuft mit 600 Mhz. 32-Bit. Das ist zu viel für das, was wir brauchen, aber je größer, desto besser, da diese eine längere Lebensdauer garantieren können.

Wir haben die ersten Einheiten bis Ende November 2022 erhalten. Wir haben sie montiert, getestet und für den Einsatz in unseren Produktionselektronikplatinen freigegeben. Wir erhalten weiterhin eine begrenzte Anzahl von Chips, aber zumindest haben wir bisher einige gute Erwartungen, dass diese Chips nicht unter einer geringen Verfügbarkeit leiden werden.

Dank unseres ELITE R-D-Teams und seiner kontinuierlichen Innovation bei der Suche nach und Verbesserung von elektronischen Platinen machen wir weiterhin Fortschritte bei der Verbesserung unserer Maschinen, indem wir uns an die Veränderungen des Marktes anpassen, um einerseits die Lieferung unserer zu gewährleisten Produkte und andererseits, dass unser Kunde zu keinem Zeitpunkt geschädigt wird.