置き換え開発提案
【必見】2分で分かる！FPGAの置き換え設計

デジタル信号処理や画像処理などで幅広いアプリケーションに使用されているFPGA。主要部品であるため、これを置き換えるとなると設計の負担が大きくリソース不足に悩まれることと思います。

今回はそんなお困りのお客様に、東京エレクトロンデバイスが提供するFPGA置換設計の受託サービスについて、分かりやすくご紹介します。

半導体部品の置き換えどうしていますか？

半導体部品を採用した多くの開発部門が、半導体部品の供給難や生産中止によって生まれるさまざまな課題に直面しています。

こんな課題はありませんか？

FPGA 置換設計の課題

特にFPGA のようなキーパーツの場合、同等のスペックに加えてコストや供給性、既存回路との互換性も加味した代替品選定が必要となり、置き換えに伴う部品選定と改版設計が開発部門の大きな負担となります。

無事に代替品が見つかった後も、本来新しい技術や新しい製品に割く予定の開発リソースを、置き換え設計のリソースとしてアサインしなければならない場合もあります。

このようなケースでは、設計のアウトソースがひとつの解決策になりますが、FPGA に精通した設計委託先を調査・選定することもなかなか難しいのが現状です。

東京エレクトロンデバイスの課題解決

東京エレクトロンデバイスは、設計・量産受託サービスと半導体電子部品の商社機能を活かし、部品置き換えに伴う設計変更を支援します。

FPGAに関しては 商社機能として専任営業やFAEを配置し、受託サービスとして毎年100件ほどの開発実績を持つため、部品選定から開発、さらには基板製造に至るまでを得意としております。

実際の置き換え設計に必要な2つのステップ

お客様からご使用中のFPGAに関する、設計仕様書や設計データを提供いただき、動作周波数や特有の回路、IP コアの有無、置換設計後の検証条件やご希望の置換デバイスを確認します。

その後、置き換え可能なFPGA を調査・選定後 設計に着手します。

ユースケース

以下に某産業機器メーカー様へご提案した具体例をご紹介します。

お客様の課題（基板単価を下げたい）

基板コストの増加により、収益性の確保が難しくなっている

• 市場価格や人件費・材料費の上昇により、製品全体のコストが増加
• 競争環境の中で価格転嫁が難しく、収益性確保のためには基板コスト削減が急務
• 基板は製品の中核であり、BOMに占める割合も高いため、コスト削減が収益性に直結

設計・検査工程が老朽化しており、効率化の余地がある

• 基板設計が10年以上前のまま
• 部品の進化に対応できていない（例：Virtex-5（65nm）→ Kintex-7（28nm）FPGAへの置き替えを検討）
• 生産工程での歩留まり向上を目的に、検査工程の見直しを検討したい

設計リソースの不足

東京エレクトロンデバイス（TED）の提案

1. 代替部品の選定
最新部品への置き替えにより、基板コスト削減を実現

• FAEが現在使用中の部品を技術的観点から詳細に確認し、同等性能を有する最新の代替部品を選定
• 部品営業が選定部品の価格を調査し、基板価格を再算出
• その結果、基板1枚あたり約14％のコスト削減が見込めることが判明
• 技術担当者および購買担当者へ提案したところ、大きな効果が期待できるとの評価を獲得

2. 部品点数削減
不要機能の見直しにより、部品点数とコストの削減を実施

• 最新の部品リストおよび回路図をお客様へ提供
• 現在使用されていない機能の有無を確認いただいた
• その結果、不要な部品をリストアップすることができ、削減によるコストダウン効果が見込めることが判明

3. 検査時間短縮
検査工程の見直しにより、歩留まり改善と工数削減を検討

• 現状の検査項目および検査環境を再確認し、改善余地を調査
• 製造工程および受入検査における不良発生率を分析した結果、約5％の不良が発生していることが判明
• 製造工程から出荷試験までの各プロセスについて、工場担当者と協議し、歩留まり改善が可能な箇所を検討
• その結果、試験機材の追加導入を検討中であり、試験時間および作業工数の削減が見込まれている

部品置き換えに伴う設計変更の委託にお悩みがございましたら、弊社ウェブサイトのオンライン相談サロン窓口よりお気軽にお問い合わせ下さい。