從2017年始，此問題真正變得越來越嚴重。一開始多層陶瓷電容器（MLCC）和鉭電容器的交付時間延長
，隨後可用的庫存也逐漸被耗盡
，渾然不覺中電子行業迎來了一場暴風雪般的國際危機。

 

現在，也就是2019年年初，我們看到有些元器件的交付時間短則需要16周
，長則達到32周，更長的甚至需要80周才能交付。換句話說，如果我們今天訂購了一種元器件，那我們（可能）一年半以後才能收到貨。

 

這一切都始於電容（後文將會解釋具體原因），但目前也有其他元器件出現了短缺問題。

 

圖1：常見的供貨短缺部件及其所需的交付時間

 

市場現在如此動蕩，那些還沒有做好準備的公司陷入了停滯狀態。

 

 

一(yi)切(qie)還(hai)是(shi)要(yao)歸(gui)因(yin)於(yu)簡(jian)單(dan)的(de)經(jing)濟(ji)供(gong)需(xu)原(yuan)則(ze)。盡(jin)管(guan)供(gong)應(ying)量(liang)大(da)幅(fu)減(jian)少(shao)，但(dan)很(hen)多(duo)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)需(xu)求(qiu)量(liang)卻(que)急(ji)劇(ju)增(zeng)多(duo)。元(yuan)器(qi)件(jian)製(zhi)造(zao)商(shang)無(wu)法(fa)滿(man)足(zu)市(shi)場(chang)需(xu)求(qiu)
，有(you)多(duo)種(zhong)原(yuan)因(yin)，下(xia)文(wen)列(lie)舉(ju)其(qi)中(zhong)三(san)個(ge)主(zhu)要(yao)方(fang)麵(mian)。

 

1、物聯網（IoT）

 

對於智能設備的需求量急劇增加——從電視到藍牙揚聲器係統，亞馬遜
、穀歌
、蘋果等公司推出的智能家居設備，可再生能源產品，太陽能電池板
，以及雲計算技術。一切都變得更“智能”了！

 

但好笑的是，如果IoT太(tai)過(guo)智(zhi)能(neng)會(hui)發(fa)生(sheng)什(shen)麼(me)？例(li)如(ru)
，你(ni)查(zha)看(kan)冰(bing)箱(xiang)
，想(xiang)在(zai)購(gou)物(wu)清(qing)單(dan)上(shang)加(jia)上(shang)一(yi)打(da)甜(tian)甜(tian)圈(quan)，而(er)你(ni)的(de)冰(bing)箱(xiang)和(he)體(ti)重(zhong)秤(cheng)互(hu)連(lian)
，它(ta)是(shi)否(fou)會(hui)替(ti)你(ni)決(jue)定(ding)你(ni)需(xu)要(yao)節(jie)食(shi)，不(bu)允(yun)許(xu)購(gou)買(mai)甜(tian)甜(tian)圈(quan)？

 

 

根據Gartner的報告，到2020年，將要部署超過200億台新的IoT設備
，在接下來的幾年裏，這些設備的數量將以100%速度增長。屆時
，我們生活中的所有領域和行業都會以某種形式與IoT互連。

 

2、移動通訊行業

 

手機使用量出現了巨幅增長。根據最新的報道顯示
，自2015年以來，手機使用量已經增長了一倍。未來一年預計將生產出大約15億部智能手機，每款旗艦機型大概包含1000個電容。據目前情況估計，MLCC電容器的全球產能是3萬億個。其中將近50%的MLCC電容器已被指定並已確實用於移動通訊領域。

 

3、汽車行業

 

混合動力汽車和全電動汽車行業目前呈現出兩位數的增長趨勢。然而，技術進步也滲透到了傳統的燃油汽車領域，自動駕駛係統（ADS）已采用了一些包括新款自動設備在內的新技術，例如停車傳感器和自動擋風玻璃雨刮器等。

 

圖2：混合動力汽車全球銷售數據

 

配有標準內燃機的汽車大概需要2000個到3000個電容。一輛電動汽車所需的電容器數量高達22000個。此外，電動汽車內控製電路的溫度升高，意味著不適合再使用傳統塑料薄膜材質的電容
，所以陶瓷MLCC的使用率在增加。對MLCC的需求促使了新管理機構——美國汽車電子協會（AEC）的成立
，其任務就是要推廣汽車電子元器件可靠性和認證的標準化，包括對高溫高濕環境的耐受力、熱衝擊耐受力以及耐用性等的認證。

 

作為一家新的機構，AEC需要製定標準和要求。包括：

 

· AEC-Q100：集成電路（IC）

· AEC-Q101：分立型半導體元器件（晶體管、二極管等）

· AEC-Q200：無源元器件（電容、電感等）

 

有了這些新標準，估計會有將近50%的元件無法通過測試，因此會導致市場對特定電子元器件的需求量再增長5倍。

 

 

真正有價值的問題應該是，“專家們認為這場危機會持續多久？”我不是很確定，但我認為短期之內這場危機不會結束，主要原因如下。

 

1、電子行業的預期增長

 

Statista的數據表明，2019年全球電子行業預計會增長6%
，2020年增長8%。這zhe對dui於yu我wo們men整zheng個ge行xing業ye而er言yan是shi個ge好hao消xiao息xi
，但dan這zhe個ge好hao消xiao息xi的de背bei後hou卻que也ye同tong時shi帶dai來lai了le一yi些xie嚴yan重zhong問wen題ti。首shou先xian
，是shi否fou有you足zu夠gou的de咖ka啡fei支zhi撐cheng工gong作zuo人ren員yuan完wan成cheng繁fan重zhong的de工gong程cheng工gong作zuo？其qi次ci，行xing業ye的de增zeng長chang需xu要yao新xin的de硬ying件jian支zhi撐cheng。

 

圖3：全球電子行業的增長率

 

2、部件製造商準備將利潤率較低的元器件生產線全部關停

 

即將停產的部件是一些封裝尺寸較大的部件或外殼尺寸大於0603的分立元器件。製造商關停這些生產線是為了將生產線用於製造需求量更大的元器件。這將導致元器件選擇範圍的縮小、部分元器件供應量減少。

 

3
、自身造成的問題

 

很hen多duo部bu件jian供gong應ying商shang現xian在zai都dou轉zhuan向xiang了le配pei給gei製zhi。在zai配pei給gei製zhi下xia，製zhi造zao商shang要yao分fen配pei現xian有you庫ku存cun
，所suo以yi隻zhi有you一yi部bu分fen的de庫ku存cun會hui給gei到dao特te定ding的de製zhi造zao商shang。供gong應ying商shang當dang然ran是shi希xi望wang與yu那na些xie訂ding購gou量liang最zui多duo的de公gong司si合he作zuo。

 

從公司的角度考慮，配給製勢必會造成恐慌。為了確保能夠購買到元件，新的常規操作就是將訂單數量提高到原來的2~3倍
，然後儲備這些元件供日後使用。但這隻會讓已經非常脆弱的供需體係麵臨更大的壓力。

 

我們與一家製造公司一起合作，曆經產品從設計、生(sheng)產(chan)再(zai)到(dao)銷(xiao)售(shou)的(de)整(zheng)個(ge)過(guo)程(cheng)
，而(er)這(zhe)個(ge)部(bu)件(jian)庫(ku)存(cun)量(liang)問(wen)題(ti)卻(que)深(shen)深(shen)影(ying)響(xiang)到(dao)了(le)我(wo)們(men)合(he)作(zuo)的(de)方(fang)方(fang)麵(mian)麵(mian)。從(cong)開(kai)始(shi)設(she)計(ji)新(xin)產(chan)品(pin)的(de)第(di)一(yi)天(tian)起(qi)，我(wo)們(men)就(jiu)不(bu)得(de)不(bu)去(qu)考(kao)慮(lv)要(yao)使(shi)用(yong)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)。但(dan)問(wen)題(ti)是(shi)我(wo)們(men)不(bu)清(qing)楚(chu)各(ge)個(ge)時(shi)段(duan)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)具(ju)體(ti)狀(zhuang)況(kuang)。

 

我們在兩方麵都遇到了問題
，有些元件我們本以為不會出現任何問題，但在設計到一半的時候卻出了問題（反過來也是如此）。qingkuangyuelaiyuezaogao，yizhiyuyouxieshihoudangwomenzhongyuquedingleyuanqijiandefangzhiweizhi，danhaimeilaidejitianhaodingdan，gaibujianjifenzhongzhineijiuyijingxiaoshouyikongle。

 

 

對於所有與我合作的PCB設計師，我建議他們遵循這個簡單的規則——今非昔比
，不要在這樣的環境下做任何假設。

 

 

我(wo)們(men)已(yi)在(zai)供(gong)應(ying)鏈(lian)上(shang)發(fa)現(xian)了(le)假(jia)冒(mao)偽(wei)劣(lie)元(yuan)器(qi)件(jian)，因(yin)為(wei)這(zhe)些(xie)元(yuan)器(qi)件(jian)不(bu)符(fu)合(he)數(shu)據(ju)表(biao)的(de)技(ji)術(shu)規(gui)格(ge)。因(yin)此(ci)，我(wo)們(men)無(wu)法(fa)相(xiang)信(xin)我(wo)們(men)訂(ding)購(gou)並(bing)應(ying)用(yong)到(dao)設(she)計(ji)中(zhong)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)。

 

這場危機終將會結束，隻是供應方需要一段時間才能趕得上需求方。應對方法之一（或許不是個好方法）就是逃避現實，希望這一切趕快消失。但這場危機不會在短期之內結束
，整個行業越早意識到這個問題越好。

 

至於如何才能撐過這場危機，有如下幾點建議：

 

1、跳出設計的常規模式

 

我們已經了解到供應窗口在縮小，某些元件的供應量在減少，所以我們要更加靈活。看看元件的任一特定參數是否能夠調整成“常規模式”以外的數值。例如

，“我們真的需要使用0.1-uF、1%容差的旁路電容嗎？”如果你的設計上使用了IC，你的答案就會是“也許吧”。因為這是旁路電容最常用的值，每家製造商都爭相使用這一特定元器件。但隻需將容差參數調整至5%，可ke以yi使shi用yong的de元yuan器qi件jian庫ku存cun就jiu會hui大da幅fu增zeng多duo。很hen多duo時shi候hou，所suo使shi用yong的de元yuan器qi件jian對dui於yu設she計ji人ren員yuan而er言yan是shi非fei必bi要yao的de。一yi個ge小xiao小xiao的de改gai動dong就jiu能neng大da幅fu增zeng加jia元yuan器qi件jian的de可ke用yong庫ku存cun量liang。

 

2
、讓PCB設計師推動流程其他領域的工作

 

現在，我們會將設計初期發現的可能有供應難題的元器件總結成清單交給采購部門。使用Altium 18中的工具（例如ActiveBOM）可以讓這個步驟變得更加方便。在此之前使用的是另一種方式；通常情況下，工程部門和采購部門相互之間是不會溝通的。現在，我們明確知道ActiveBOMtigonggeiwomendexinxishiyijingjingguolezhenggegongsishaixuandexinxi

，suoyiyingxiangdaoshejichengguodejueceshiyizhide
，erqiezaishejizaoqijieduanjiuyijinggeichu
，buhuichuxianyinweitaichierwufagenggaideqingkuang。meirenxihuanjiedaozhuangpeichangdedianhua，dezhishejizhongshiyongdemougebujianyijingmaibudaole；很hen有you可ke能neng就jiu是shi因yin為wei這zhe樣yang一yi個ge部bu件jian，就jiu需xu要yao重zhong新xin設she計ji整zheng個ge產chan品pin。此ci外wai，也ye沒mei人ren喜xi歡huan拖tuo著zhe沉chen重zhong的de步bu伐fa走zou進jin經jing理li辦ban公gong室shi，去qu解jie釋shi自zi己ji的de部bu門men因yin為wei沒mei有you做zuo好hao規gui劃hua所suo以yi無wu法fa如ru期qi完wan成cheng任ren務wu。

 

3
、采用多種占用空間的元器件

 

本傑明·富蘭克林曾經說過

，“沒有做好準備的人，就是準備著去失敗的人。”為wei此ci，我wo們men開kai始shi使shi用yong多duo種zhong占zhan用yong空kong間jian的de元yuan器qi件jian，在zai設she計ji中zhong為wei可ke能neng會hui采cai用yong的de替ti代dai元yuan器qi件jian留liu出chu多duo種zhong占zhan用yong空kong間jian的de位wei置zhi
，當dang第di一yi選xuan擇ze出chu現xian供gong應ying短duan缺que時shi
，我wo們men就jiu可ke以yi使shi用yong替ti代dai元yuan器qi件jian。這zhe樣yang做zuo的de結jie果guo就jiu是shi為wei了le可ke布bu局ju幾ji種zhong元yuan器qi件jian，以yi適shi應ying一yi切qie可ke能neng發fa生sheng的de情qing況kuang。

 

此外，為了撐過這場危機還要做到三點：提早計劃、做好準備、主(zhu)動(dong)出(chu)擊(ji)。避(bi)免(mian)出(chu)現(xian)問(wen)題(ti)的(de)方(fang)法(fa)
，首(shou)先(xian)就(jiu)是(shi)不(bu)要(yao)采(cai)用(yong)存(cun)在(zai)問(wen)題(ti)隱(yin)患(huan)的(de)設(she)計(ji)。很(hen)多(duo)時(shi)候(hou)
，工(gong)程(cheng)師(shi)使(shi)用(yong)之(zhi)前(qian)用(yong)過(guo)的(de)設(she)計(ji)是(shi)因(yin)為(wei)他(ta)們(men)認(ren)為(wei)那(na)些(xie)元(yuan)器(qi)件(jian)仍(reng)然(ran)可(ke)以(yi)買(mai)到(dao)，但(dan)實(shi)際(ji)上(shang)很(hen)多(duo)元(yuan)器(qi)件(jian)已(yi)經(jing)被(bei)淘(tao)汰(tai)或(huo)者(zhe)已(yi)棄(qi)用(yong)。我(wo)們(men)不(bu)能(neng)假(jia)設(she)一(yi)切(qie)進(jin)展(zhan)順(shun)利(li)。如(ru)果(guo)你(ni)發(fa)現(xian)某(mou)些(xie)部(bu)件(jian)已(yi)經(jing)出(chu)現(xian)了(le)庫(ku)存(cun)問(wen)題(ti)或(huo)者(zhe)不(bu)推(tui)薦(jian)用(yong)於(yu)新(xin)設(she)計(ji)當(dang)中(zhong)，那(na)這(zhe)些(xie)部(bu)件(jian)的(de)供(gong)應(ying)情(qing)況(kuang)也(ye)不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)好(hao)轉(zhuan)——甚至會變得更糟。同時還要意識到，越晚參與到設計當中，就越難以在不影響成本和時間安排的前提下做出改動。

 

 

zongeryanzhi，jianyinishikelejiezuixinxinxi。henduoyuanqijiangongyingshangdouhuifabutamendeyuanjianzhuangkuangyuce。guanzhuxingyefazhanqushi。yuezaolejiewentisuozaihuoshifazhanzouxiang，nijiunengyuekuaizuochuhelijuece、及時做出改變。所以需要閱讀電子雜誌和新聞
，及時了解一些PCB行業領導者（例如I-Connect007）發布的最新信息。這個行業遲早會脫離暴風雪般的國際危機。

 

來源：電子時代

作者：Legrand Inc. 樓宇控製係統部門 高級PCB工程師 John Watson