如今，每一個(gè)EE和PCB都感受到組件短缺的壓力。世界上有哪些基本標(biāo)準(zhǔn)電容器變得稀缺？我們什么時(shí)候才能看到這種令人討厭的事態(tài)的結(jié)束？設(shè)計(jì)師如何解決這些短缺并按時(shí)完成工作？！我給LeGrand的John Watson打電話，詢問(wèn)這些問(wèn)題等等。作為負(fù)責(zé)全球50位設(shè)計(jì)師的PCB設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人，我知道他在這個(gè)問(wèn)題上有很多可以分享的內(nèi)容。 （關(guān)注即將到來(lái)的OnTrack Podcast與John Watson，我們將更詳細(xì)地討論這個(gè)主題。）

Judy Warner：John，請(qǐng)給我們一個(gè)關(guān)于你的缺點(diǎn)的觀點(diǎn)的快照。這幾天特別難以獲得？

John Watson：大約6-12個(gè)月前，整個(gè)部分的短缺確實(shí)開始變得非常困難。它主要從多層陶瓷電容器（MLCC）和鉭電容開始，具有更長(zhǎng)的交付周期。然后可用的庫(kù)存開始消失，之前我們知道它是完美的風(fēng)暴和國(guó)際危機(jī)。

我們現(xiàn)在站在那里，我們看到短期內(nèi)一些組件的交付周期長(zhǎng)達(dá)16周中等高達(dá)32周，交貨期長(zhǎng)達(dá)80周。這意味著如果我們今天訂購(gòu)一個(gè)組件，它將在2020年4月到貨。

這一切都始于電容器，但我們看到其他組件系列被這個(gè)問(wèn)題所困擾。

板載溫度傳感器（約5周交貨時(shí)間）

電源開關(guān)IC（約6 - 10周交貨時(shí)間）

MOSFET（約26周交貨時(shí)間）

抑制器/二極管（約49周交貨時(shí)間）

運(yùn)算放大器＆amp;繼電器（約52周交貨時(shí)間）

厚膜/薄膜電阻器（約6至80周交貨時(shí)間）

華納：填充我們知道是什么導(dǎo)致了這種短缺？

沃森：在供需經(jīng)濟(jì)中，它已經(jīng)歸結(jié)為一個(gè)簡(jiǎn)單的原則。雖然供應(yīng)量下降，但對(duì)許多組件的需求絕對(duì)爆炸。

從我看來(lái)，電子行業(yè)有3個(gè)主要部門正在推動(dòng)這些部件短缺。

< H3>＃1。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）

智能設(shè)備的需求出現(xiàn)了絕對(duì)的增長(zhǎng) - 從智能電視，藍(lán)牙揚(yáng)聲器系統(tǒng)，亞馬遜Alexa和Googlehome到可再生能源產(chǎn)品，太陽(yáng)能電池板和云計(jì)算。我們有一切SMART。我們有冰箱跟蹤您的位置，并知道您在市場(chǎng)上，并發(fā)現(xiàn)您需要牛奶并發(fā)送文本提醒我們這一事實(shí)。據(jù)Gartner稱，到2020年將部署超過(guò)200億個(gè)新的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，未來(lái)兩年這些設(shè)備的數(shù)量將增長(zhǎng)100％。我對(duì)此的感覺是很多硬件。

＃2。移動(dòng)電話行業(yè)

個(gè)人電話使用量大幅增加，最近有報(bào)道稱其自2015年以來(lái)實(shí)際上翻了一番。據(jù)估計(jì)，未來(lái)一年將生產(chǎn)約15億部智能手機(jī)旗艦型號(hào)包含大約1,000個(gè)電容器。目前，全球估計(jì)有3萬(wàn)億MLCC電容器產(chǎn)量。這意味著近50％的MLCC電容器僅在移動(dòng)手機(jī)領(lǐng)域被嚴(yán)格指定和使用。

＃3。汽車

混合動(dòng)力和全電動(dòng)汽車行業(yè)目前實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)增長(zhǎng)。但是，通過(guò)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ADS）的自動(dòng)化增加了新技術(shù)，這里的進(jìn)步已經(jīng)擴(kuò)展到通用汽油車輛。所有新的自動(dòng)化設(shè)備，如停車傳感器，自動(dòng)擋風(fēng)玻璃刮水器等。

標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃機(jī)汽車，大約有2,000到3,000個(gè)電容器。電動(dòng)汽車在一輛汽車中需要多達(dá)22,000個(gè)MLCC。

此外，電動(dòng)汽車控制電路內(nèi)的溫度越高意味著傳統(tǒng)的塑料薄膜電容器不再適合，因此陶瓷MLCC越來(lái)越多用過(guò)的。這帶來(lái)了汽車電子委員會(huì)（AEC）的新監(jiān)管機(jī)構(gòu)。 AEC的使命是促進(jìn)汽車電子元件的標(biāo)準(zhǔn)化，可靠性或資格標(biāo)準(zhǔn)，包括耐高溫/高濕，耐熱沖擊和耐久性。

當(dāng)然作為一個(gè)新的代理商，他們需要新的標(biāo)準(zhǔn)和要求：

AEC-Q100：集成電路（IC）

AEC-Q101：分立半導(dǎo)體元件（晶體管，二極管等）

AEC-Q200：無(wú)源元件（電容器，電感器等）

根據(jù)這些新標(biāo)準(zhǔn)，估計(jì)有近50％的元件發(fā)生故障。這導(dǎo)致對(duì)這些特定電子元件的需求增加了五倍。

華納：您認(rèn)為這會(huì)持續(xù)多久，您是否看到了解決方案？

沃森：這是一個(gè)百萬(wàn)美元的問(wèn)題。但我不會(huì)很快看到這個(gè)結(jié)局。由于幾個(gè)主要原因：

＃1。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年電子行業(yè)將出現(xiàn)大規(guī)模增長(zhǎng)。根據(jù)Statista的數(shù)據(jù)，他們估計(jì)2019年增長(zhǎng)率為6％，2020年增長(zhǎng)率為8％。這對(duì)我們整個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō)都是一個(gè)好消息。它帶來(lái)了一些重大問(wèn)題。首先，是否有足夠的咖啡來(lái)支持這項(xiàng)巨大的工程工作;其次，所有這些新的增長(zhǎng)將需要新的硬件和單位。

＃2。許多零件制造商已經(jīng)開始結(jié)束那些利潤(rùn)較低的整個(gè)零部件生產(chǎn)線。砧板上有一些較大的包裝或外殼尺寸。例如分立元件的0603以上。為什么？因?yàn)樗麄冋陉P(guān)閉這些線以將它們轉(zhuǎn)移到更需要的組件上。這會(huì)縮小組件選擇范圍并減少供應(yīng)量。

＃3。另一個(gè)原因是我們給自己帶來(lái)的更多自我造成的問(wèn)題。許多零件供應(yīng)商現(xiàn)在已經(jīng)切換到所謂的分配。在他們劃分可用庫(kù)存的情況下，只有一定比例的庫(kù)存給予特定制造商。在供應(yīng)商方面，他們希望與那些想要下大訂單的公司合作。因此，這些公司進(jìn)入“現(xiàn)狀”并得到第一個(gè)dibs。在公司方面，這引起了絕對(duì)的恐慌。為了確保它們具有可用的組件，現(xiàn)在的做法是將訂單加倍和加倍。然后他們儲(chǔ)存這些組件以備將來(lái)使用。這只會(huì)對(duì)本已脆弱的供需系統(tǒng)造成進(jìn)一步的壓力。

華納：既然你在LeGrande管理著一支由50名左右設(shè)計(jì)師組成的團(tuán)隊(duì)，那么這對(duì)你和你的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)有何影響？ Watson：這對(duì)我們產(chǎn)生了巨大的影響。從新設(shè)計(jì)的第一天開始。它迫使我們質(zhì)疑我們正在使用哪些組件，但問(wèn)題是我們不知道具體條件是什么時(shí)刻。我們從問(wèn)題的兩個(gè)方面看到，我們認(rèn)為不會(huì)成為問(wèn)題的事情在設(shè)計(jì)中途成為問(wèn)題，反之亦然。它實(shí)際上已經(jīng)變得如此糟糕，以至于當(dāng)我們?cè)谔顚慞O之前找到組件并在幾分鐘之后將信息提供給它們時(shí)，它就已經(jīng)消失了。我告訴我們所有設(shè)計(jì)師的是遵循一個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)則：它不像往常一樣。

由于有些人不相信危機(jī)會(huì)浪費(fèi)，許多黑市和假冒組件都有開始彈出。我在這個(gè)行業(yè)的一小部分看到我們認(rèn)為絕對(duì)是假的，因?yàn)樗鼈兣c數(shù)據(jù)表中的規(guī)格不匹配。因此，我們可以找到并進(jìn)入設(shè)計(jì)的組件是不可信任的。我唯一的回應(yīng)是......哦。

華納：你正在采用什么方法或解決方案來(lái)度過(guò)這個(gè)充滿挑戰(zhàn)的時(shí)期？

沃森：我們必須在外面設(shè)計(jì)常態(tài)。由于我們已經(jīng)看到供應(yīng)量減少并且某些部件供應(yīng)減少，我們必須保持靈活性。這意味著我們正在查看組件的任何特定參數(shù)是否可以被調(diào)整為“標(biāo)準(zhǔn)”。例如：我們是否需要為旁通電容使用0.1uF 1％的電容？由于這是最大的旁路上限值，因此每個(gè)人都在爭(zhēng)搶該特定組件。我們已經(jīng)能夠通過(guò)更改參數(shù)來(lái)打開更多的組件庫(kù)存，例如，而不是使用1％，將其提高到5％的容差。我看到很多時(shí)候所使用的組件對(duì)于設(shè)計(jì)類來(lái)說(shuō)都是“過(guò)度殺傷”，但是做出這么簡(jiǎn)單的改變就會(huì)產(chǎn)生全新的組件庫(kù)。

我們的另一個(gè)工作就是PCB驅(qū)動(dòng)其他這個(gè)過(guò)程的領(lǐng)域。這意味著我們現(xiàn)在正在給采購(gòu)帶來(lái)他們?cè)诮M件領(lǐng)域中存在的缺陷。這是基于using?，我們將在幾分鐘內(nèi)討論。在相反之前：工程和采購(gòu)多次甚至不會(huì)彼此說(shuō)話。現(xiàn)在我們確保在整個(gè)公司內(nèi)過(guò)濾我們現(xiàn)有的信息。

最后，我們已經(jīng)開始使用我們所謂的多足跡組件，在設(shè)計(jì)上留下多個(gè)足跡，如果我們的第一選擇不足，我們可能會(huì)使用這些組件?，F(xiàn)在，這已經(jīng)產(chǎn)生了一些有趣的布局，以適應(yīng)一切。

華納：如果這仍然存在，設(shè)計(jì)師如何繼續(xù)積極主動(dòng)，敏捷并繼續(xù)設(shè)計(jì)并按時(shí)交付？

Watson：實(shí)際上有三個(gè)“P”來(lái)度過(guò)這場(chǎng)危機(jī)：計(jì)劃，準(zhǔn)備和積極主動(dòng)。

通過(guò)不開始設(shè)計(jì)來(lái)保持領(lǐng)先地位那已經(jīng)有麻煩了。很多時(shí)候，工程師會(huì)使用以前的設(shè)計(jì)，認(rèn)為這些組件是可用的。實(shí)際上，其中一些可能已經(jīng)過(guò)時(shí)或已處于棄用狀態(tài)。我們不能假設(shè)一切都好。如果您發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在庫(kù)存問(wèn)題或者沒(méi)有推薦用于新設(shè)計(jì)，那么隨著時(shí)間的推移，這種情況不會(huì)變得更好，實(shí)際上可能是最差的。此外，意識(shí)到進(jìn)一步有人進(jìn)入設(shè)計(jì)，更難做出改變，而不會(huì)影響你的錢包或時(shí)間表。

Altium工具已經(jīng)成為我們最重要的事情之一。由于知識(shí)是強(qiáng)大的，能夠擁有“實(shí)時(shí)”組件庫(kù)存可用性信息，適當(dāng)且經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)的AVL，對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行排名并為每個(gè)組件設(shè)置多個(gè)來(lái)源和供應(yīng)商的能力已成為我們的主要優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)在，由于我們可以隨時(shí)獲得這些信息，我們無(wú)需等到設(shè)計(jì)的后端才能發(fā)現(xiàn)我們剛剛創(chuàng)建了公司最新的門擋以及壞PCB的庫(kù)存。一旦我們完成了這個(gè)原理圖，我們就可以運(yùn)行它并找出問(wèn)題所在。

如果在“它不像往常一樣”之后有第二條規(guī)則，那就是檢查在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)組件可用性。

華納：你會(huì)建議任何與這種情況保持同步的資源嗎？

Watson：是的，很多組件供應(yīng)商推出了他們的組件預(yù)測(cè)。隨時(shí)了解我們行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。隨時(shí)了解情況您越早了解問(wèn)題或方向，就能越早對(duì)所需的變更作出合理的決定。這將要求您閱讀電子期刊和新聞。及時(shí)了解一些偉大的PCB行業(yè)貿(mào)易出版物報(bào)道的內(nèi)容，如I-Connect-007，EDN，All About Circuits，PCDandF，EE Journal等。