È risaputo che, nel periodo post Covid19, il mondo ha avuto dei problemi di filiera, che hanno generato anche aumenti di prezzo. Abbiamo sofferto anche di alcuni di questi problemi, come problemi con la fornitura di acciaio, gas di saldatura, motori, driver, VFD e relè. Tuttavia, in generale, il più grande problema di approvvigionamento era rappresentato dai chip elettronici.
In ELITE ci occupiamo della progettazione e produzione delle nostre schede elettroniche. Perché?
Nel mondo dell'affilatura degli utensili, non esistono schede di controllo CNC specifiche del settore. Esistono, tuttavia, per la fresatura, la tornitura o la lavorazione. Questa mancanza ci ha fatto decidere di produrre i nostri controlli CNC. Questo ci permette di realizzare software ed elettronica adattati a ciascuna macchina. In questo modo, otteniamo, da un lato, un alto livello di ottimizzazione poiché ognuno si adatta esattamente alla tecnologia di cui ha bisogno e che lo fa funzionare meglio. D'altra parte, permette di essere molto facile da usare.
Abbiamo avviato la nostra prima CPU con la famiglia di chip Atmel, in particolare ATmega 328, ATmega1284 e ATmega2560. Questo dove i chip a 8 bit funzionano a 20 Mhz. Disponibile nella nostra CPU-328, HMI-4004, MAG-328, CPU-1285, CPU-2560.
Nel 2019, per ottenere maggiore velocità ed efficienza energetica, nonché per garantire una forte fornitura e stabilità, abbiamo deciso di passare ai più moderni chip Arm. Questi chip sono ampiamente utilizzati nel settore mobile, tra gli altri. Alla fine ci siamo affidati all'ARM cortex-M4 con il chip MK20DX256VLH7 del produttore NXP. Questo chip era disponibile nei nostri HMI-M4 e CPU-M4. Funzionava a 72 Mhz con set di istruzioni a 32 bit. Questo era più di 6 volte più veloce del vecchio Atmega!
La catena di fornitura ha funzionato bene fino alla fine del 2020. Al momento della stesura di questo articolo, stiamo ancora aspettando i chip MK20. L'ultima notizia di NXP è che una piccola quantità delle parti che abbiamo ordinato a gennaio 2021 dovrebbe arrivare entro aprile 2023 e un'altra piccola consegna entro settembre 2023. Tutti i segnali sembrano indicare che i chip di aprile e forse anche di settembre non saranno sufficienti per soddisfare i loro esigenze. C'è una possibilità molto forte che potremmo non averne a disposizione nel 2023.
NXP ammette che oltre la metà dei chip che abbiamo ordinato a gennaio 2021 sarà ritardata almeno fino al 2024. Tutti i segnali che vediamo dipingono un futuro cupo per il chip MK20DX256VLH7. Siamo scettici sul fatto che NXP possa mai fornire in modo affidabile questa parte.
Sfortunatamente, non crediamo che la fornitura di chip possa mai riprendersi completamente. Questi chip sono realizzati con processo al silicio a 90 nm. La maggior parte delle fabbriche di semiconduttori del mondo si sta concentrando su 45 nm o meno, lasciando un'offerta limitata per i chip più vecchi. Prevediamo che il costo di questi chip aumenterà probabilmente poiché l'offerta continua a diminuire.
Il fatto è che il tempo di consegna non è mai stato del tutto chiaro: la prima notifica ricevuta aveva un tempo di consegna di 20 settimane, poi altre 10 settimane e così via.
Poiché le nostre nuove macchine necessitano di chip più veloci, non potevamo utilizzare quelle vecchie. Questa situazione ci ha costretti a realizzare un nuovo design delle nostre schede elettroniche entro la fine del 2021, che fosse anche retrocompatibile con le serie CPU-M4 e HMI-M4. Ancora una volta ci siamo affidati ai chip ARM. Questa volta l'MK64FX512VMD12 per la CPU-M4F e l'MK66FX1M0VMD18 per l'HMI-M4F. Entrambi dalla società NXP, di nuovo.
Funzionando a 120 Mhz con anche 32 bit, questi chip erano una bestia!
Inizialmente abbiamo ricevuto dei token, ma ben presto abbiamo avuto lo stesso problema: esaurita la scorta, il tempo di consegna è passato da 20 settimane a 60, e ora arriva già a 120 settimane... Avremmo potuto realizzare delle schede elettroniche per consegnare alcuni delle nostre macchine, ma questo non bastava.
Ancora una volta, alla fine del 2022, abbiamo avviato un nuovo design, CPU-M7 e HMI-M7, basato sulla serie Cortex M7, il chip MIMXRT1062DVL6B anche da NXP. I chip funzionano a 600 Mhz. 32 bit. Il che è troppo per ciò di cui abbiamo bisogno, ma più grande è meglio è, poiché questi possono garantire una durata maggiore.
Abbiamo ricevuto le prime unità entro la fine di novembre 2022. Le abbiamo montate, testate e approvate per l'uso nelle nostre schede elettroniche di produzione. Abbiamo continuato a ricevere un numero limitato di chip, ma almeno, finora, abbiamo buone aspettative che questi chip non risentiranno della scarsa disponibilità.
Grazie al nostro team ELITE R-D e alla sua continua innovazione nella ricerca e nel miglioramento delle schede elettroniche, continuiamo a fare progressi nel miglioramento delle nostre macchine, adattandoci ai cambiamenti affrontati dal mercato per garantire, da un lato, la fornitura dei nostri prodotti e, dall'altro, che il nostro cliente non venga mai danneggiato.