Les risques de développement des modems sans fil intégrés

Alors que la technologie sans fil est partagée avec le monde de la consommation, le processus de développement des systèmes intégrés typiques - avec des volumes de quelques milliers d'unités de production plutôt que de quelques millions - est quelque peu différent. Pour concevoir la connectivité sans fil d'un appareil intégré de volume faible à moyen, les équipes de développement devront généralement adopter l'une des deux approches :

•   Solution de modem: déposer un PTCRB et un modem approuvé pour le réseau sur la carte. Dans ce cas, la seule tâche de conception supplémentaire nécessaire est l'interfaçage via un bus série ou USB. Multi-Tech Systems est le fournisseur le plus connu de ces modems pour applications intégrées.

•  Solution de module : concevoir un module FR approprié pour le système, ajouter des composants pour fournir les fonctions requises telles que le contrôle, l'alimentation électrique, l'interface de bus, l'antenne, la protection de circuit et ainsi de suite. Des fournisseurs largement utilisés de ces modules sont Telit, Sierra Wireless, U-blox, ou Gemalto

  Ceci confronte l'équipe de développement avec une décision de type « fabriquer ou acheter ». En concevant un module sans fil pour l'intégrer dans le système, l'équipe de développement peut réduire les coûts de nomenclature (BOM, Bill of Material) d'environ 10 à 30 $ pour un produit compatible réseau cellulaire classique en comparaison avec le coût d'une solution de modem.

  Toutefois, ce coût de nomenclature inférieur doit être mis en perspective avec le coût de développement d'un module sans fil développé en interne et obtenant les approbations réglementaires et celles des opérateurs de télécommunications nécessaires. Dans le cas des systèmes cellulaires, le processus d'approbation peut être long, coûteux et incertain. Sinon, une solution de modem d'un fournisseur digne de confiance aura déjà reçue les approbations du fournisseur de réseau pour différents opérateurs de télécommunication.

  Dans le cas de la solution du module, il est important de noter que les coûts d'approbation et de conception sont engagés à l'avance, avant même que le produit n'atteigne le marché. Il est très simple de calculer le point de rentabilité : le nombre d'unités pour lequel les coûts de développement initiaux plus élevés du module sont compensés par le coût de nomenclature inférieurs du module. Ces frais de développement du module comprennent non seulement la conception des circuits et les coûts de prototypage, mais aussi la nécessité d'obtenir les approbations des fournisseurs de réseau et les certifications réglementaires. Il illustre un scénario typique, où le point de rentabilité se situe à environ 6 000 à 7 000 unités. 

  La décision de faire ou d'acheter est avant tout une décision commerciale, pas une appréciation technique. Opérant dans un environnement riche en normes, il devrait y avoir peu de différences de performance entre une solution à base de modules conçus en interne et une solution à base de modems achetés et implantés. Mais les professionnels de l'ingénierie peuvent aider les unités commerciales à prendre des décisions qui tiennent compte de la conception, de la concurrence, des risques marketing et de la chaîne logistique qui peuvent valider ou invalider le calcul simple de point de rentabilité montré à la figure 1.

  Il est tentant pour les entreprises de baser leurs décisions sur les éléments archi-connus ; la nomenclature et les coûts de développement, qui peuvent être prévus avec une grande précision. En revanche, les risques énumérés ci-dessus, et les coûts potentiels qui en découlent, sont plus difficiles à calculer avec précision.

  Néanmoins, les équipes de développement peuvent estimer avec une certaine précision une fourchette dans laquelle les coûts baisseraient fortement en fonction d'hypothèses auxquelles ils peuvent affecter une probabilité. Ceci procure une méthode beaucoup plus solide pour le calcul des coûts et avantages que la pratique d'ignorer les coûts difficiles à estimer totalement. Lorsque cette méthode plus solide est utilisée, les équipes de développement peuvent trouver que le point de rentabilité réelle de la solution de modem est très au-delà de 7 000 unités.

  Les risques de développement en interne des modems sans fil

  Le premier coût potentiel à prendre en compte est le risque qui ne dit pas son nom : le risque de conception. Les ingénieurs de conception de systèmes intégrés pourraient ne pas vouloir le reconnaître, mais il existe toujours le risque que l'équipe interne ne parvienne pas à produire une conception adaptée dès la première fois. La conception RF est particulièrement sujette à des aléas, parce que les interférences provenant d'un endroit quelconque du système peuvent nuire à la performance du module ou de l'antenne FR de manière difficilement prévisible ou diagnostiquable. Les équipes qualifiées de conception RF expérimentées sont peu susceptibles d'être bloquées par ces problèmes. Mais dans le cas des projets intégrés qui ajoutent de la connectivité pour la première fois, ou qui remplacent la communication filaire par de la communication sans fil, la difficulté de mise en œuvre d'un réseau local cellulaire ou sans fil ne doit pas être sous-estimée. 

  Le deuxième risque important à prendre en compte est le risque concurrentiel. Les unités commerciales doivent se poser la question, quelle part des profits d'un segment de marché donné sera obtenue par le premier entrant ? Quel est le risque qu'un concurrent pénètre le marché avant nous ? 

  L'estimation de Multi-Tech, fondée sur des commentaires de clients, de l'impact potentiel de choisir de faire plutôt que d'acheter : un délai de neuf mois supplémentaires avant qu'un produit final n'arrive sur le marché. Chaque fabricant fera sa propre prévision de temps de développement, mais dans des applications cellulaires, en particulier, l'effet sur la durée du processus d'approbation du projet est défini - et en grande partie hors contrôle du fabricant.

  L'impact d'un autre risque est également affecté par les actions des clients : c'est le cas du risque que le fabricant doive développer des variantes de produits ou des versions améliorées du produit d'origine. Par exemple, si le produit d'origine est un succès, le marketing pourrait imposer de développer des variantes qui utilisent l'original comme plate-forme. Il pourrait s'agir de versions à coûts réduits, des versions « allégées »comportant moins de fonctionnalités ou haut de gamme avec des fonctionnalités supplémentaires.

  Ces variantes peuvent également nécessité une fonctionnalité sans fil différente, et un modem différent. Si l'original utilise un module, toute nouvelle variante pourrait conduire l'équipe du projet à ne pas conserver la conception originale et de l'outillage utilisé pour la fabriquer, comme tout chipset sans fil de remplacement pourrait nécessiter des circuits de périphériques différents.

  Le quatrième risque des conceptions à base de modules est lié au précédent : qu'arrive-t-il si un fabricant est forcé de refondre la conception du fait de l'obsolescence du chipset sans fil d'un module ? Les fabricants de puces cellulaires et Wi-Fi, qui sont entraînés par la dynamique du marché grand-public, rendent régulièrement leurs appareils périmés et les remplacent par de nouvelles versions améliorées. L'obsolescence peut également résulter des fusions et acquisitions auxquelles sont soumis les fabricants de puces sans fil. Les fabricants de produits intégrés, avec leurs longs cycles de vie de produits, risquent des coûts de refonte et de modification de l'outillage qui sont générés uniquement par leur chaîne d'approvisionnement.

  Enfin, tout fabricant ayant l'ambition de vendre des produits à l'échelle mondiale sera confronté à la confusion et la lenteur chronophage du monde des validations. Les certifications de produits RF sont conçues et régies de manière locale ou régionale, mais pas à l'échelle mondiale. Certains pays exigent un renouvellement annuel de la certification. Si une certification expire, le produit doit être retiré de la vente jusqu'à son renouvellement. Les règlementations peuvent également changer au cours de la vie d'un modèle donné, et les certifications correspondantes ne peuvent pas toujours être transférées sur des produits existants. Les fabricants de modems intégrés possèdent des équipes de spécialistes qui surveillent en permanence les conditions de certification des modems à travers le monde et mettent à jour toutes les approbations de leurs produits. Un équipementier exige un effort important de gestion et technique sur la pièce d'un fabricant utilisant un module. 

  Comment prévoir et gérer l'Impact

  Les risques décrits ci-dessus sont de par leur nature difficiles à quantifier et à évaluer. Mais il est possible de réaliser une estimation raisonnable de leur coût qui reflète les circonstances individuelles. Chaque client possède des concepteurs RF plus ou moins qualifiés, une concurrence plus ou moins active, une gamme plus ou moins large d'exigences de l'utilisateur final, et des cycles plus ou moins longs de vie des produits. Cela permet à chaque client d'estimer la probabilité que chaque risque se produise, et d'en estimer le coût. Donc, s'il y a une probabilité de 50% qu'une conception de module soit défectueuse, et si le coût d'une conception défectueuse est de 100 000 $, il faudrait ajouter 50 000 $ à l'estimation du coût de fabrication d'une solution à base de module, en complément des coûts déjà comptabilisés.

  Une solution à base de modem réduit considérablement l'exposition aux risques de certification et d'homologation. Il est facile de l'intégrer à une carte, et le temps de développement du produit final est considérablement réduit. Les produits SocketModem Multi-Tech (voir Figure 3) réduisent aussi le risque de marketing et de la chaîne d'approvisionnement. Chacun des produits SocketModem propose une combinaison de technologies de communication, y compris la 2G et 3G, GSM et CDMA, Bluetooth et le suivi GPS et ils partagent tous la même prise de sortie universelle (le cas échéant) et la pile IP Universal IP® de Multi-Tech pour une connectivité permanente ou automatique.

  Cela signifie que le concepteur peut intégrer ou retirer de la carte différentes technologies à volonté, sans refonte de matériel ou modification d'outil nécessaire, sans obligation d'écrire un nouveau protocole IP et avec des modifications minimes au niveau des logiciels d'application. Les SocketModem de Multi-Tech sont approuvés par les opérateurs de télécommunication et les organismes de réglementation et prennent en charge le cycle de vie long intégré pour réduire les coûts et la durée de la reconception.

  La capacité de SocketModem ou des modems similaires d'éliminer les risques normaux inhérents à la conception en interne rend utile la tâche d'estimer et de quantifier les risques. Comme le montre l'analyse ci-dessus, le point de rentabilité de la décision « faire ou acheter » est conditionné par davantage que des coûts de nomenclature et de conception de produits.