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的結束？設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位設計師的PCB設計負責人，我知道他在這個問題上有很多可以分享的內容。 （關注即將到來的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。

我們現在站在那里，我們看到短期內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：在供需經濟中，它已經歸結為一個簡單的原則。雖然供應量下降，但對許多組件的需求絕對爆炸。

從我看來，電子行業有3個主要部門正在推動這些部件短缺。

< H3>＃1。物聯網（IoT）

智能設備的需求出現了絕對的增長 - 從智能電視，藍牙揚聲器系統，亞馬遜Alexa和Googlehome到可再生能源產品，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，并發現您需要牛奶并發送文本提醒我們這一事實。據Gartner稱，到2020年將部署超過200億個新的物聯網設備，未來兩年這些設備的數量將增長100％。我對此的感覺是很多硬件。

＃2。移動電話行業

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。據估計，未來一年將生產約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電容器產量。這意味著近50％的MLCC電容器僅在移動手機領域被嚴格指定和使用。

＃3。汽車

混合動力和全電動汽車行業目前實現兩位數增長。但是，通過自動駕駛系統（ADS）的自動化增加了新技術，這里的進步已經擴展到通用汽油車輛。所有新的自動化設備，如停車傳感器，自動擋風玻璃刮水器等。

標準內燃機汽車，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的溫度越高意味著傳統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）的新監管機構。 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）

根據這些新標準，估計有近50％的元件發生故障。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局。由于幾個主要原因：

＃1。預計未來幾年電子行業將出現大規模增長。根據Statista的數據，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開始結束那些利潤較低的整個零部件生產線。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？因為他們正在關閉這些線以將它們轉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。許多零件供應商現在已經切換到所謂的分配。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名左右設計師組成的團隊，那么這對你和你的設計團隊有何影響？ Watson：這對我們產生了巨大的影響。從新設計的第一天開始。它迫使我們質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計中途成為問題，反之亦然。它實際上已經變得如此糟糕，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，它就已經消失了。我告訴我們所有設計師的是遵循一個簡單的規則：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。我在這個行業的一小部分看到我們認為絕對是假的，因為它們與數據表中的規格不匹配。因此，我們可以找到并進入設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的時期？

沃森：我們必須在外面設計常態。由于我們已經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是否可以被調整為“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。我們已經能夠通過更改參數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計類來說都是“過度殺傷”，但是做出這么簡單的改變就會產生全新的組件庫。

我們的另一個工作就是PCB驅動其他這個過程的領域。這意味著我們現在正在給采購帶來他們在組件領域中存在的缺陷。這是基于using?，我們將在幾分鐘內討論。在相反之前：工程和采購多次甚至不會彼此說話。現在我們確保在整個公司內過濾我們現有的信息。

最后，我們已經開始使用我們所謂的多足跡組件，在設計上留下多個足跡，如果我們的第一選擇不足，我們可能會使用這些組件。現在，這已經產生了一些有趣的布局，以適應一切。

華納：如果這仍然存在，設計師如何繼續積極主動，敏捷并繼續設計并按時交付？

Watson：實際上有三個“P”來度過這場危機：計劃，準備和積極主動。

通過不開始設計來保持領先地位那已經有麻煩了。很多時候，工程師會使用以前的設計，認為這些組件是可用的。實際上，其中一些可能已經過時或已處于棄用狀態。我們不能假設一切都好。如果您發現已經存在庫存問題或者沒有推薦用于新設計，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，適當且經過批準的AVL，對供應商進行排名并為每個組件設置多個來源和供應商的能力已成為我們的主要優勢。現在，由于我們可以隨時獲得這些信息，我們無需等到設計的后端才能發現我們剛剛創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”之后有第二條規則，那就是檢查在整個設計過程中經常會出現組件可用性。

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。隨時了解我們行業的發展趨勢。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行業貿易出版物報道的內容，如I-Connect-007，EDN，All About Circuits，PCDandF，EE Journal等。