如何在互连、被动与机电组件大缺货中活下去

shuszhao

在各种电子设计中最普遍的组件——互连、被动与机电(IP&E)组件，目前正歴经前所未有的供应短缺。究竟哪些终端市场在争抢这些组件？为什么产量无法扩增？如何在严重的组件供应短缺中求生存？
由于市场需求不断增加以及产能持续受限，导致互连组件、被动组件与机电组件(IP&E)的供应短缺。这种情况很可能持续数年，因为供货商担心因特网泡沫化周期重演，因而推迟了对于更多制造产能的投资。虽然许多人可能认为供应短缺是制造或采购的问题，事实上，站在最佳位置的设计人员也能帮忙找到长期解决方案。

编按：在各种电子设计中最普遍的组件——互连、被动与机电(IP&E)组件，目前正歴经前所未有的供应短缺。这种短缺较其他市况的区别就在于广大的市场基础都迫切需要IP&E组件。AspenCore Media特别报导团队将深入剖析IP&E组件市场：哪些终端市场在争抢这些组件？为什么产能无法扩增？目前的价格趋势？还有，我们是如何走到这一步的？

目前的IP&E组件短缺状况引发重大关切。诸如多层陶瓷电容器(MLCC)、芯片电阻器等常见的组件需求均已大幅超过产量，造成供货周期拉到40到60周。这已足以让制造商可能拥有的正常库存储备耗尽，并导致产线停摆以及随之而来的营收损失，甚至影响市场占有率。因此，这些短缺情况成为全公司关切的问题，而不仅仅是制造或采购部门的顾虑。

针对一项设计规划典型的物料列表(BOM)和组件规格控制，可望为这些组件找到插入式(drop-in)替代方案，但在当前市场情况下，可能不足以协助买到所需的组件。毕竟，其他公司也有类似的选择，因此某种替代方案的市场竞争激烈的程度可能不亚于争抢首选组件。

制造业需要替代方案，用于取代无法取得组件，但它并不是千篇一律的简单替代品，而是使用不同的组件类型或参数值。找到这一类替代方案并进行验证，最好是由设计团队来完成。

例如，考虑为MLCC寻找替代方案。MLCC由于尺寸小、成本低且等效串联电阻(ESR)低，而开始变得普及。但这类组件的交付周期将近一年，而且预计其短缺情况至少要到2020年之后才会开始缓解，因此为MLCC确保一款替代方案至关重要。

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电容器技术对于像偏置电压等因素的响应不同，这是在选择替代方案时需要考虑的几个因素之一。（来源：Murata）

如果微幅的电路板重新设计是一种可行的选择，而且电容又不那么重要(例如旁路应用)，在较不普及的更大可用封装尺寸中就可以仅使用一个更好的电容。另一种替代方案则是并联使用两个较低值的电容器，以取得所需的电容。

但在许多情况下，调整印刷电路板(PCB)而为尺寸更大的替代方案保留空间，并不一定可行。在这种情况下，另一种替代方案可能是使用不同的电容器技术类型以取代MLCC，例如钽或铝聚合物。在这些情况下，开发人员在选择替代方案时，除了尺寸和电容之外，还需要深入挖掘并探索电压额定值、ESR、谐振频率和漏电流等参数。

在供应短缺中求生存
某种特定尺寸的钽或铝聚合物电容器可能达到比MLCC更好的电容，因此，单个聚合物电容器可以取代两个并联使用的MLCC组件，这可能因而减少组件数量并提高可靠性。

进行这样的评估必须对于电容器类型有深入的了解，但许工程师缺少这样的认识。所幸芯片电容器和电阻器或其他IP&E组件的制造商们都非常清楚供应短缺可能给客户造成的挑战。

所以，他们开始提供各种协助。例如，在MLCC市场，松下(Panasonic)建立了一个“如何在MLCC短缺下求生存”(How to Survive the MLCC Shortage)的指南，比较并对比MLCC组件与其固体聚合物铝系列组件的属性。同样地，Kemet也制作了一份白皮书——“MLCC短缺：当你找不到需要的电容器时”(MLCC Shortage: When You Can’t Find the Cap You Need)。

业界贸易组织也提供了建议。欧洲被动组件研究所(EPCI)详细介绍了在钽和MLCC电容器类型之间变换使用的“紧急救援”指南。

关于可能替代供应短缺组件的另一个信息来源是电子产品经销商。大多数的主要经销商都有工程人员协助客户解决各类设计挑战，包括确定组件供应短缺时的替代方案。

为短缺组件确定和验证替代方案的最佳时机是在生产库存耗尽之前，而且要越早越好。这个时间需要采购和设计之间的合作和沟通，并在设计完成时将BOM发送给组件买家。

在预期到可能的组件供应短缺之前预先做好准备，将有助于确保生产能够在极少或毫无中断的情况下持续进行。这也意味着设计人员将有时间为某个问题设计解决方案，而无需急于做出决策，以避免或尽可能减轻制造停摆。

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