Anzeige
Anzeige
Anzeige
Beitrag drucken

Halbleiterbauteile in der Automobilproduktion

Im Spannungsfeld der Absatzmärkte

Halbleiterbauteile haben einen entscheidenden Anteil an der Entwicklung von Automobilen. Mikroprozessoren, Speicherbausteine sowie analoge Bauteile stellen die Basis für Komponenten wie Sicherheitssysteme, Displays oder Navigationssysteme dar. Der hohe Anteil der Elektronik an der Wertschöpfung eines Autos dürfte in den nächsten Jahren auch auf Grund der steigenden Vernetzung von Automobilen mit ihrer Umwelt auf bis zu 50 Prozent klettern. Dabei spielt die Zusammenarbeit mit Lieferanten für Elektronikbauteile und deren Zulieferern in der Halbleiterbranche eine entscheidende Rolle.

Bild: Fraunhofer IPA

Die akuten Schwierigkeiten bei der Versorgung der Automobilindustrie mit Halbleiterprodukten während der letzten drei Jahre zeigen die Herausforderung in der logistischen Zusammenarbeit beider Industrien: Der starke Ab- und Aufschwung des Automobilmarktes führte innerhalb der Lieferkette für Halbleiterbauteile erst zu starken Überproduktionen und anschließend zu gravierenden Kapazitätsengpässen. Als Folge fanden insbesondere in den Jahren 2009 und 2010 eine Vielzahl von kostenintensiven Materialallokationen und kurzfristigen Änderungen in der Produktionsplanung statt. Da die Marktteilnehmer von einem zunehmend volatilen Marktumfeld für Elektronikbauteile ausgehen, gilt es zur Vermeidung zukünftiger Krisen und einer grundsätzlichen Verbesserung der Versorgungssicherheit, die Planungs- und Steuerungsprozesse an der Schnittstelle beider Lieferketten zu harmonisieren.

Unterschiedliche Anforderungen der Absatzmärkte

Die Herausforderungen in der Zusammenarbeit beider Branchen verschärfen sich durch die unterschiedlichen Logistik-Anforderungen der Automobilindustrie im Vergleich zu anderen Absatzmärkten der Halbleiterbranche. Im Gegensatz zur Mehrzahl der automobilen Zuliefersegmente ist die Halbleiterindustrie nicht primär an der Planungsphilosophie der Automobilhersteller ausgerichtet. Stattdessen ist die Branche geprägt durch große internationale Konzerne, die nur einen kleineren Anteil ihres Umsatzes mit der Belieferung der Automobilindustrie erzielen. So verantwortet die Automobilindustrie im Branchendurchschnitt weltweit nur sieben Prozent des Absatzes der Halbleiterbranche, die größten Umsatzanteile fallen mit 38 Prozent für die Bereiche Datenverarbeitung sowie mit 24 Prozent für die Mobilfunk- und Festnetzkommunikation an. Charakteristisch für die Datenverarbeitungsbranche sind hohe Leistungs- und Innovationsanforderungen sowie kurze Produktlebenszyklen, auf die sich die Halbleiterbranche ausgerichtet hat. So wird in Deutschland bei Laptops von einer durchschnittlichen Nutzungsdauer von drei Jahren ausgegangen. Im Gegensatz dazu weisen Automobile in der EU eine durchschnittliche Nutzungsdauer von 8,2 Jahren auf. Darüber hinaus muss durch die Anforderungen des Ersatzteilegeschäftes die Verfügbarkeit von Produkten bis zu 25 Jahren sichergestellt werden.

Geringe Flexibilität in der Halbleiterfertigung

Der gesamte Auftragsdurchlauf in der Automobilindustrie von der Bestellung bis hin zur Auslieferung an den Kunden erfolgt momentan innerhalb von etwa zehn Tagen. Die Produktionsdurchlaufzeit von Halbleiterbauteilen beträgt hingegen rund acht bis 16 Wochen. Auch längerfristige Kapazitätsanpassungen erfolgen in der Automobilindustrie schneller als bei den Halbleiterproduzenten. Innerhalb der Automobilindustrie erfolgt die Planung weitestgehend nach einem sukzessiven Planungsansatz, bei dem Sekundärbedarfe jeweils an die vorgelagerten Lieferstufen weitergegeben werden. Dieser Ansatz führt zu einer Zeitverzögerung in der Informationsweitergabe und einer Verstärkung von Bedarfsschwankungen in der Lieferkette. Die Halbleiterproduzenten sind durch ihre geringere Flexibilität in der Fertigung gezwungen, dieser Situation durch hohe Lagerbestände und damit verbundenen hohen Kosten zu begegnen.

Ein Modell des Fraunhofer IPA stellt ein umfassendes Maßnahmenpaket zur Harmonisierung der Schnittstelle zwischen Automobil- und Halbleiterbranche vor.

Verbessertes Zusammenspiel in der Lieferkette

Um die Versorgung mit Halbleiterbauteilen auch unter volatilen Marktbedingungen zu tragbaren Kosten zu gewährleisten, muss das Zusammenspiel der beiden Industrien innerhalb der Lieferkette verbessert werden. Das betrifft sowohl die langfristige Kapazitäts- und Investitionsplanung als auch das kurzfristige Auftragsmanagement. Ein am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) auf Basis von Industrieprojekten entwickeltes Referenzmodell enthält eine Vielzahl von Maßnahmen und Ansätze zur Harmonisierung der Schnittstelle zwischen Automobil- und Halbleiterbranche. Eine entwickelte Maßnahme im Bereich ‚Prozess‘ ist die Harmonisierung der Kapazitätsplanung auf Basis des Collaborative Planning, Forecasting and Replenishment-Konzeptes (CPFR). Das entwickelte Konzept sieht die Organisation regelmäßiger Treffen zwischen Lieferanten und Kunden zur Abstimmung der Kapazitäts- und Investitionsentscheidungen vor.

Der Fokus liegt dabei auf der frühzeitigen Erkennung von Investitionsbedarfen bei Produktgruppen und Halbleitertechnologien. Die Abstimmungstreffen sollten durch eine standardisierte Vorgehensweise und gemeinschaftlich definierte Kennzahlen unterstützt werden. Darüber hinaus sind künstliche Bedarfsschwankungen innerhalb der automobilen Lieferkette zu vermeiden. Ein Ansatz hierzu ist die Verringerung der Anzahl der Dispositionsstufen, um die Bedarfszahlen schnell und unverfälscht vom Endproduzenten bis hin zum Halbleiterlieferanten zu übertragen. Eine Maßnahme hierfür ist der verstärkte Einsatz des Supplier Managed-Inventory-Konzeptes (SMI). Beim SMI-Konzept basieren die den Halbleiterlieferanten übermittelten Bedarfszahlen direkt auf den Produktionsprogrammen der Automobilzulieferer, um planungsbedingte Bedarfsschwankungen zu reduzieren. Im Bereich ‚Technologie und Strategie‘ bietet sich unter anderem die Verlagerung der kundenindividuellen Anpassung von Halbleiterbauteilen an das Ende des Fertigungsprozesses an.

Hierdurch können Bedarfe an halbfertigen Produkten zusammengefasst und Sicherheitsbestände reduziert werden. Halbleiterbauteile sollten aus logistischen Gesichtspunkten möglichst so gestaltet werden, dass sie nach den eigentlichen Produktionsschritten durch Software konfiguriert und kundenindividuell angepasst werden können. Eine Alternative zur dieser ‚Soft Customization‘ ist die ‚Hard Customization‘. Dabei werden Elektronikkomponenten durch eine hohe Modularisierung und Standardisierung nach dem Baukastenprinzip möglichst konfigurierbar gestaltet. Bei beiden Strategien sind eventuell entstehende Nachteile im Produktdesign gegen geringere Logistikkosten und Planungsrisiken abzuwägen. Die Vorteile liegen insbesondere in der Flexibilisierung der Halbleiterfertigung, da die Produktdifferenzierung erst nach Auftragseingang erfolgt. Eine verbesserte Versorgungssicherheit der Automobilindustrie mit Halbleiterbauteilen ist nur durch solche gemeinschaftlich umgesetzte Maßnahmen von Automobil- und Halbleiterindustrie zu erzielen.


Das könnte Sie auch interessieren:

Der MES-Anbieter Industrie Informatik setzt auf Low-Code-Entwicklung und geht eine strategische Partnerschaft SIB Visions ein.‣ weiterlesen

Zwei oder drei Bildschirme sind heute auch an normalen Büro-Arbeitsplätzen Standard, in den Konstruktions- und Technik-Abteilungen erst recht. In der Praxis sind die Bildschirme aber oft nicht exakt bündig zueinander aufgestellt und ausgerichtet.‣ weiterlesen

Mit der Digitalisierungsplattform Moneo will IFM einen kompletten Werkzeugkasten für IIoT-Projekte ausliefern. Das Moneo-Starterkit basiert auf Software-Modulen, die nach dem Plug-and-Work-Prinzip funktionieren und sich dennoch an individuelle Bedürfnisse anpassen lassen sollen.‣ weiterlesen

ConSense hat Version 21 der Qualitätsmanagement-Anwendung IMS Enterprise auf den Markt gebracht. Neue Funktionen sollen dabei das länderübergreifende Management von Normen und Richtlinien vereinfachen.‣ weiterlesen

Bei seiner neusten Automatisierungsplattform ctrlX Automation will Bosch Rexroth besonders die Bedürfnisse der jungen Generation berücksichtigen. Offen, flexibel und vernetzt soll die Arbeit mit der Plattform laufen. Darin steckt ein System, das mit jüngeren Programmiersprachen zurechtkommt und die Automatisierung kartesischer Systeme deutlich beschleunigen soll.‣ weiterlesen

Während im Gastgewerbe und im Handel im Februar wieder mehr Menschen in Kurzarbeit waren, ist der Anteil in der Industrie erneut zurückgegangen. Insgesamt wird die Zahl der in Kurzarbeit Beschäftigten im Februar auf 2,8 Millionen Menschen geschätzt.‣ weiterlesen

Der Aufsichtsrat von D.velop hat den bisherigen Vorstand Mario Dönnebrink als neuen Vorstandsvorsitzenden bestätigt.‣ weiterlesen

Zum Jahresende 2020 hat MES-Hersteller Cosmino aus Nürnberg das Funktionsmodul PreventiveAction weiterentwickelt. Das Modul soll durch das Einplanen und Erfassen der Wartungs- oder Reinigungsaktivität im MES sicherstellen, dass diese tatsächlich und regelmäßig stattfinden.‣ weiterlesen

Auf der Suche nach einer Fernzugriffslösung stieß Hansa Klimasysteme auf das Ixon-Portfolio. Überzeugt durch dessen Bedienung, wurde das ursprünglich angedachte Remote-System als weitreichendes Monitoring- und Visualisierungs-Paket umgesetzt - zum Vorteil der Kunden.‣ weiterlesen

Im Januar haben die deutschen Maschinen- und Anlagenbauer 10 Prozent weniger Aufträge verbucht als im Januar 2020. Allerdings herrschte im Vergleichszeitraum eine ungewöhnlich hohe Auftragslage.‣ weiterlesen

In einem neuen Reifenradmodell nehmen die SEF Smart Electronic Factory und die Technische Hochschule Mittelhessen unter anderem das Thema IT-Sicherheit in den Blick.‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige