ในโลกของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ที่พัฒนาอย่างรวดเร็ว ตั้งแต่ EV, AI Server, ไปจนถึง 6G Telecom การผลิตไม่ใช่แค่เรื่องของการสร้างตามแบบ อีกต่อไปแต่เป็นการมีส่วนร่วมตั้งแต่ต้นน้ำของการออกแบบ เพื่อให้ผลิตภัณฑ์สามารถตอบโจทย์ความเร็ว ความบาง และความแม่นยำทางไฟฟ้าที่สูงขึ้นเรื่อย ๆ
แนวคิด Co-design และ DFX (Design for X) จึงไม่ใช่แค่ทางเลือกของโรงงานที่อยากพัฒนาอีกต่อไป แต่คือ ข้อบังคับ สำหรับโรงงานไทยที่ต้องการขยับจากการรับจ้างผลิต ไปสู่การเป็นพาร์ทเนอร์ร่วมสร้างเทคโนโลยีกับลูกค้าระดับโลก
Co-design ทำไมการออกแบบร่วมตั้งแต่ต้นจึงกลายเป็นหัวใจหลัก
Co-design หมายถึงการที่ทีมวิศวกรของโรงงานเข้าไปมีบทบาทร่วมออกแบบตั้งแต่ระยะตั้งไข่ของโปรเจกต์ ไม่ใช่แค่รอรับ Gerber File หรือ Stack-up ที่เสร็จแล้ว ซึ่งทำให้โรงงานสามารถ
- ปรับแต่งวัสดุ (Material Selection) ให้เหมาะกับความสามารถในการผลิต
- กำหนด Stack-up ที่ลดความเสี่ยง Signal Loss หรือ Warpage
- ออกแบบทางเดินสัญญาณ (Routing Constraint) ให้ตรงกับอุปกรณ์การผลิตจริง
- ป้องกันปัญหาความไม่สอดคล้องที่อาจเกิดใน Mass Production
ตัวอย่างของการทำ Co-design จริง เช่น ในการออกแบบ Substrate สำหรับ AI Server ที่ต้องรองรับ PCIe Gen 5 (32GT/s) การกำหนดระยะ Dielectric Thickness ต้องแม่นยำในระดับ ±5% เพื่อควบคุม Impedance ให้คงที่ หากโรงงานไม่มีส่วนร่วมใน Stack-up นี้ตั้งแต่แรก มีโอกาสสูงที่ Substrate จะ Fail ในขั้นตอน TDR หรือ Eye Diagram Test ภายหลัง ซึ่งไม่สามารถแก้ไขด้วยกระบวนการผลิตอย่างเดียวได้
การ Co-design จึงช่วยลดเวลาในการ Launch Product, ลด Yield Loss, และเพิ่มความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ในระยะยาว
DFX การออกแบบเพื่อความสำเร็จในทุกมิติ
DFX หรือ Design for X คือกระบวนการที่มองเกินกว่าความต้องการของลูกค้าในวันนี้ แต่คำนึงถึงความสามารถในการผลิต ทดสอบ ความน่าเชื่อถือ และต้นทุนตลอดวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ โดยประกอบด้วย:
- DFM (Design for Manufacturability) – ออกแบบให้ผลิตง่าย เช่น การกำหนด Minimum Trace Width, Minimum Via Diameter ให้สอดคล้องกับกระบวนการที่มีอยู่จริง
- DFT (Design for Testability) – วางโครงสร้างให้สามารถทดสอบ Open/Short, Continuity หรือสัญญาณความเร็วสูงได้ง่าย เช่น วาง Test Point สำหรับ In-Circuit Test (ICT)
- DFR (Design for Reliability) – เลือกวัสดุและโครงสร้างที่ทนต่อ Thermal Cycle, Vibration, และ Moisture Ingress
- DFC (Design for Cost) – ลดความซับซ้อนที่ไม่จำเป็น เพื่อให้ผลิตภัณฑ์แข่งขันด้านต้นทุนได้
ตัวอย่างเช่น หากออกแบบ PCB สำหรับ Automotive Radar โดยไม่คิดถึง DFR แล้วใช้ Material ที่มี Tg (Glass Transition Temperature) ต่ำเกินไป บอร์ดอาจงอหรือเสียหายเมื่อเจอความร้อนจากสภาพแวดล้อมจริง ส่งผลให้ต้องมีการ Recall สินค้า ซึ่งมีต้นทุนทางตรงและทางอ้อมมหาศาล DFX จึงเป็นการวางรากฐานให้ผลิตภัณฑ์ไม่เพียงแค่ผลิตได้แต่ยังต้องผลิตได้ดี และ แข่งขันได้ตลอดวงจรชีวิต
Co-design + DFX เมื่อการผลิตกับการออกแบบหลอมรวมเป็นหนึ่งเดียว
การทำ Co-design เพียงอย่างเดียวโดยไม่ใช้แนวคิด DFX อาจได้ผลิตภัณฑ์ที่เข้ากับโรงงานแต่ไม่เหมาะกับตลาด ในขณะที่การทำ DFX โดยไม่ร่วม Co-design อาจได้แบบที่ดีแต่ผลิตจริงไม่ได้ในโรงงานนั้น ๆ
ดังนั้น โรงงานไทยที่ต้องการเข้าสู่ Value Chain ระดับสูง ต้องบูรณาการทั้งสองแนวทางเข้าด้วยกัน โดยมีเครื่องมือสนับสนุน เช่น
- Stack-up Simulation เพื่อจำลอง Impedance และ Insertion Loss ก่อนผลิตจริง
- Reliability Prediction Tool เพื่อวิเคราะห์อายุการใช้งานจาก Profile การใช้งานจริง (Mission Profile)
- CAM Tool ที่สามารถตรวจสอบ Manufacturability อัตโนมัติ (DFM Check)
โรงงานที่สามารถให้บริการ Co-design & DFX แบบครบวงจรได้ จะไม่ใช่แค่ผู้ผลิตอีกต่อไป แต่จะเป็น Technical Partner ของ Design House และแบรนด์ระดับโลก
โอกาสและความท้าทายของโรงงานไทยในยุค Co-design/DFX
การสร้างขีดความสามารถใน Co-design & DFX ต้องใช้เวลาและการลงทุนทั้งในด้านบุคลากรและเทคโนโลยี โรงงานต้องมีทีมวิศวกรที่เข้าใจทั้งด้านการออกแบบและการผลิตอย่างลึกซึ้ง และต้องมีระบบข้อมูล (Data-driven Manufacturing) ที่สามารถนำข้อมูลการผลิตย้อนกลับไปสู่การปรับปรุงการออกแบบได้จริง
หากทำได้ โรงงานไทยจะสามารถเข้าสู่ตลาดที่ต้องการชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูง เช่น AI Accelerator, EV Power Module, หรือ 5G/6G Infrastructure ได้อย่างเต็มตัว แต่หากยังคงยึดติดกับรูปแบบ Build-to-Print โรงงานจะถูกจำกัดอยู่ในตลาดที่มีการแข่งขันรุนแรงด้านราคาและ Margin ต่ำลงเรื่อย ๆ
เมื่อผลิตภัณฑ์ใหม่ต้องการทั้งความเร็ว ความบาง และความทนทานในระดับที่ไม่เคยมีมาก่อน โรงงานที่สามารถเชื่อมโยงการออกแบบและการผลิตเข้าไว้ด้วยกัน ตั้งแต่วันแรกของโครงการ จะเป็นผู้ที่สร้างคุณค่าให้กับลูกค้า และมีที่ยืนอย่างมั่นคงในห่วงโซ่อุตสาหกรรมระดับโลก
Co-design และ DFX ไม่ใช่ทางเลือกสำหรับโรงงานไทยอีกต่อไป แต่มันคือเงื่อนไขเบื้องต้นสำหรับการเติบโตในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ยุคศตวรรษที่ 21
Ref.
- https://eps.ieee.org/images/files/HIR_2020/ch17_test.pdf?
- https://www.researchgate.net/publication/261076135_Several_co-design_issues_using_DfX_for_solid_state_lighting
- https://www.researchgate.net/publication/3663552_Design_for_manufacturability_and_design_for_%27%27X%27%27_Concepts_applications_and_perspectives
