如今，每一個EE和PCB都感受到組件短缺的壓力。世界上有哪些基本標準電容器變得稀缺？我們什么時候才能看到這種令人討厭的事態(tài)的結(jié)束？設(shè)計師如何解決這些短缺并按時完成工作？！我給LeGrand的John Watson打電話，詢問這些問題等等。作為負責全球50位設(shè)計師的PCB設(shè)計負責人，我知道他在這個問題上有很多可以分享的內(nèi)容。 （關(guān)注即將到來的OnTrack Podcast與John Watson，我們將更詳細地討論這個主題。）

Judy Warner：John，請給我們一個關(guān)于你的缺點的觀點的快照。這幾天特別難以獲得？

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

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達16周中等高達32周，交貨期長達80周。這意味著如果我們今天訂購一個組件，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問題所困擾。

板載溫度傳感器（約5周交貨時間）

電源開關(guān)IC（約6 - 10周交貨時間）

MOSFET（約26周交貨時間）

抑制器/二極管（約49周交貨時間）

運算放大器＆amp;繼電器（約52周交貨時間）

厚膜/薄膜電阻器（約6至80周交貨時間）

華納：填充我們知道是什么導致了這種短缺？

沃森：在供需經(jīng)濟中，它已經(jīng)歸結(jié)為一個簡單的原則。雖然供應量下降，但對許多組件的需求絕對爆炸。

從我看來，電子行業(yè)有3個主要部門正在推動這些部件短缺。

< H3>＃1。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）

智能設(shè)備的需求出現(xiàn)了絕對的增長 - 從智能電視，藍牙揚聲器系統(tǒng)，亞馬遜Alexa和Googlehome到可再生能源產(chǎn)品，太陽能電池板和云計算。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。據(jù)Gartner稱，到2020年將部署超過200億個新的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，未來兩年這些設(shè)備的數(shù)量將增長100％。我對此的感覺是很多硬件。

＃2。移動電話行業(yè)

個人電話使用量大幅增加，最近有報道稱其自2015年以來實際上翻了一番。據(jù)估計，未來一年將生產(chǎn)約15億部智能手機旗艦型號包含大約1,000個電容器。目前，全球估計有3萬億MLCC電容器產(chǎn)量。這意味著近50％的MLCC電容器僅在移動手機領(lǐng)域被嚴格指定和使用。

＃3。汽車

混合動力和全電動汽車行業(yè)目前實現(xiàn)兩位數(shù)增長。但是，通過自動駕駛系統(tǒng)（ADS）的自動化增加了新技術(shù)，這里的進步已經(jīng)擴展到通用汽油車輛。所有新的自動化設(shè)備，如停車傳感器，自動擋風玻璃刮水器等。

標準內(nèi)燃機汽車，大約有2,000到3,000個電容器。電動汽車在一輛汽車中需要多達22,000個MLCC。

此外，電動汽車控制電路內(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越來越多用過的。這帶來了汽車電子委員會（AEC）的新監(jiān)管機構(gòu)。 AEC的使命是促進汽車電子元件的標準化，可靠性或資格標準，包括耐高溫/高濕，耐熱沖擊和耐久性。

當然作為一個新的代理商，他們需要新的標準和要求：

AEC-Q100：集成電路（IC）

AEC-Q101：分立半導體元件（晶體管，二極管等）

AEC-Q200：無源元件（電容器，電感器等）

根據(jù)這些新標準，估計有近50％的元件發(fā)生故障。這導致對這些特定電子元件的需求增加了五倍。

華納：您認為這會持續(xù)多久，您是否看到了解決方案？

沃森：這是一個百萬美元的問題。但我不會很快看到這個結(jié)局。由于幾個主要原因：

＃1。預計未來幾年電子行業(yè)將出現(xiàn)大規(guī)模增長。根據(jù)Statista的數(shù)據(jù)，他們估計2019年增長率為6％，2020年增長率為8％。這對我們整個行業(yè)來說都是一個好消息。它帶來了一些重大問題。首先，是否有足夠的咖啡來支持這項巨大的工程工作;其次，所有這些新的增長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)束那些利潤較低的整個零部件生產(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？因為他們正在關(guān)閉這些線以將它們轉(zhuǎn)移到更需要的組件上。這會縮小組件選擇范圍并減少供應量。

＃3。另一個原因是我們給自己帶來的更多自我造成的問題。許多零件供應商現(xiàn)在已經(jīng)切換到所謂的分配。在他們劃分可用庫存的情況下，只有一定比例的庫存給予特定制造商。在供應商方面，他們希望與那些想要下大訂單的公司合作。因此，這些公司進入“現(xiàn)狀”并得到第一個dibs。在公司方面，這引起了絕對的恐慌。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。然后他們儲存這些組件以備將來使用。這只會對本已脆弱的供需系統(tǒng)造成進一步的壓力。

華納：既然你在LeGrande管理著一支由50名左右設(shè)計師組成的團隊，那么這對你和你的設(shè)計團隊有何影響？ Watson：這對我們產(chǎn)生了巨大的影響。從新設(shè)計的第一天開始。它迫使我們質(zhì)疑我們正在使用哪些組件，但問題是我們不知道具體條件是什么時刻。我們從問題的兩個方面看到，我們認為不會成為問題的事情在設(shè)計中途成為問題，反之亦然。它實際上已經(jīng)變得如此糟糕，以至于當我們在填寫PO之前找到組件并在幾分鐘之后將信息提供給它們時，它就已經(jīng)消失了。我告訴我們所有設(shè)計師的是遵循一個簡單的規(guī)則：它不像往常一樣。

由于有些人不相信危機會浪費，許多黑市和假冒組件都有開始彈出。我在這個行業(yè)的一小部分看到我們認為絕對是假的，因為它們與數(shù)據(jù)表中的規(guī)格不匹配。因此，我們可以找到并進入設(shè)計的組件是不可信任的。我唯一的回應是......哦。

華納：你正在采用什么方法或解決方案來度過這個充滿挑戰(zhàn)的時期？

沃森：我們必須在外面設(shè)計常態(tài)。由于我們已經(jīng)看到供應量減少并且某些部件供應減少，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“標準”。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，因此每個人都在爭搶該特定組件。我們已經(jīng)能夠通過更改參數(shù)來打開更多的組件庫存，例如，而不是使用1％，將其提高到5％的容差。我看到很多時候所使用的組件對于設(shè)計類來說都是“過度殺傷”，但是做出這么簡單的改變就會產(chǎn)生全新的組件庫。

我們的另一個工作就是PCB驅(qū)動其他這個過程的領(lǐng)域。這意味著我們現(xiàn)在正在給采購帶來他們在組件領(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：工程和采購多次甚至不會彼此說話?，F(xiàn)在我們確保在整個公司內(nèi)過濾我們現(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)計上留下多個足跡，如果我們的第一選擇不足，我們可能會使用這些組件?，F(xiàn)在，這已經(jīng)產(chǎn)生了一些有趣的布局，以適應一切。

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

Watson：實際上有三個“P”來度過這場危機：計劃，準備和積極主動。

通過不開始設(shè)計來保持領(lǐng)先地位那已經(jīng)有麻煩了。很多時候，工程師會使用以前的設(shè)計，認為這些組件是可用的。實際上，其中一些可能已經(jīng)過時或已處于棄用狀態(tài)。我們不能假設(shè)一切都好。如果您發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在庫存問題或者沒有推薦用于新設(shè)計，那么隨著時間的推移，這種情況不會變得更好，實際上可能是最差的。此外，意識到進一步有人進入設(shè)計，更難做出改變，而不會影響你的錢包或時間表。

Altium工具已經(jīng)成為我們最重要的事情之一。由于知識是強大的，能夠擁有“實時”組件庫存可用性信息，適當且經(jīng)過批準的AVL，對供應商進行排名并為每個組件設(shè)置多個來源和供應商的能力已成為我們的主要優(yōu)勢?，F(xiàn)在，由于我們可以隨時獲得這些信息，我們無需等到設(shè)計的后端才能發(fā)現(xiàn)我們剛剛創(chuàng)建了公司最新的門擋以及壞PCB的庫存。一旦我們完成了這個原理圖，我們就可以運行它并找出問題所在。

如果在“它不像往常一樣”之后有第二條規(guī)則，那就是檢查在整個設(shè)計過程中經(jīng)常會出現(xiàn)組件可用性。

華納：你會建議任何與這種情況保持同步的資源嗎？

Watson：是的，很多組件供應商推出了他們的組件預測。隨時了解我們行業(yè)的發(fā)展趨勢。隨時了解情況您越早了解問題或方向，就能越早對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。及時了解一些偉大的PCB行業(yè)貿(mào)易出版物報道的內(nèi)容，如I-Connect-007，EDN，All About Circuits，PCDandF，EE Journal等。