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有哪些基本标准电容器变得稀缺?

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如今,每一个EE和PCB都感受到组件短缺的压力。世界上有哪些基本标准电容器变得稀缺?我们什么时候才能看到这种令人讨厌的事态的结束?设计师如何解决这些短缺并按时完成工作?!我给LeGrand的John Watson打电话,询问这些问题等等。作为负责全球50位设计师的PCB设计负责人,我知道他在这个问题上有很多可以分享的内容。 (关注即将到来的OnTrack Podcast与John Watson,我们将更详细地讨论这个主题。)

有哪些基本标准电容器变得稀缺?

 

Judy Warner:John,请给我们一个关于你的缺点的观点的快照。这几天特别难以获得?

John Watson:大约6-12个月前,整个部分的短缺确实开始变得非常困难。它主要从多层陶瓷电容器(MLCC)和钽电容开始,具有更长的交付周期。然后可用的库存开始消失,之前我们知道它是完美的风暴和国际危机。

我们现在站在那里,我们看到短期内一些组件的交付周期长达16周中等高达32周,交货期长达80周。这意味着如果我们今天订购一个组件,它将在2020年4月到货。

这一切都始于电容器,但我们看到其他组件系列被这个问题所困扰。

板载温度传感器(约5周交货时间)

电源开关IC(约6 - 10周交货时间)

MOSFET(约26周交货时间)

抑制器/二极管(约49周交货时间)

运算放大器&继电器(约52周交货时间)

厚膜/薄膜电阻器(约6至80周交货时间)

华纳:填充我们知道是什么导致了这种短缺?

沃森:在供需经济中,它已经归结为一个简单的原则。虽然供应量下降,但对许多组件的需求绝对爆炸。

从我看来,电子行业有3个主要部门正在推动这些部件短缺。

< H3>#1。物联网(IoT

智能设备的需求出现了绝对的增长 - 从智能电视,蓝牙扬声器系统,亚马逊Alexa和Googlehome到可再生能源产品,太阳能电池板和云计算。我们有一切SMART。我们有冰箱跟踪您的位置,并知道您在市场上,并发现您需要牛奶并发送文本提醒我们这一事实。据Gartner称,到2020年将部署超过200亿个新的物联网设备,未来两年这些设备的数量将增长100%。我对此的感觉是很多硬件。

#2。移动电话行业

个人电话使用量大幅增加,最近有报道称其自2015年以来实际上翻了一番。据估计,未来一年将生产约15亿部智能手机旗舰型号包含大约1,000个电容器。目前,全球估计有3万亿MLCC电容器产量。这意味着近50%的MLCC电容器仅在移动手机领域被严格指定和使用。

#3。汽车

混合动力和全电动汽车行业目前实现两位数增长。但是,通过自动驾驶系统(ADS)的自动化增加了新技术,这里的进步已经扩展到通用汽油车辆。所有新的自动化设备,如停车传感器,自动挡风玻璃刮水器等。

标准内燃机汽车,大约有2,000到3,000个电容器。电动汽车在一辆汽车中需要多达22,000个MLCC。

此外,电动汽车控制电路内的温度越高意味着传统的塑料薄膜电容器不再适合,因此陶瓷MLCC越来越多用过的。这带来了汽车电子委员会(AEC)的新监管机构。 AEC的使命是促进汽车电子元件的标准化,可靠性或资格标准,包括耐高温/高湿,耐热冲击和耐久性。

当然作为一个新的代理商,他们需要新的标准和要求:

AEC-Q100:集成电路(IC)

AEC-Q101:分立半导体元件(晶体管,二极管等)

AEC-Q200:无源元件(电容器,电感器等)

根据这些新标准,估计有近50%的元件发生故障。这导致对这些特定电子元件的需求增加了五倍。

华纳:您认为这会持续多久,您是否看到了解决方案?

沃森:这是一个百万美元的问题。但我不会很快看到这个结局。由于几个主要原因:

#1。预计未来几年电子行业将出现大规模增长。根据Statista的数据,他们估计2019年增长率为6%,2020年增长率为8%。这对我们整个行业来说都是一个好消息。它带来了一些重大问题。首先,是否有足够的咖啡来支持这项巨大的工程工作;其次,所有这些新的增长将需要新的硬件和单位。

#2。许多零件制造商已经开始结束那些利润较低的整个零部件生产线。砧板上有一些较大的包装或外壳尺寸。例如分立元件的0603以上。为什么?因为他们正在关闭这些线以将它们转移到更需要的组件上。这会缩小组件选择范围并减少供应量。

#3。另一个原因是我们给自己带来的更多自我造成的问题。许多零件供应商现在已经切换到所谓的分配。在他们划分可用库存的情况下,只有一定比例的库存给予特定制造商。在供应商方面,他们希望与那些想要下大订单的公司合作。因此,这些公司进入“现状”并得到第一个dibs。在公司方面,这引起了绝对的恐慌。为了确保它们具有可用的组件,现在的做法是将订单加倍和加倍。然后他们储存这些组件以备将来使用。这只会对本已脆弱的供需系统造成进一步的压力。

华纳:既然你在LeGrande管理着一支由50名左右设计师组成的团队,那么这对你和你的设计团队有何影响? Watson:这对我们产生了巨大的影响。从新设计的第一天开始。它迫使我们质疑我们正在使用哪些组件,但问题是我们不知道具体条件是什么时刻。我们从问题的两个方面看到,我们认为不会成为问题的事情在设计中途成为问题,反之亦然。它实际上已经变得如此糟糕,以至于当我们在填写PO之前找到组件并在几分钟之后将信息提供给它们时,它就已经消失了。我告诉我们所有设计师的是遵循一个简单的规则:它不像往常一样。

由于有些人不相信危机会浪费,许多黑市和假冒组件都有开始弹出。我在这个行业的一小部分看到我们认为绝对是假的,因为它们与数据表中的规格不匹配。因此,我们可以找到并进入设计的组件是不可信任的。我唯一的回应是......哦。

华纳:你正在采用什么方法或解决方案来度过这个充满挑战的时期?

沃森:我们必须在外面设计常态。由于我们已经看到供应量减少并且某些部件供应减少,我们必须保持灵活性。这意味着我们正在查看组件的任何特定参数是否可以被调整为“标准”。例如:我们是否需要为旁通电容使用0.1uF 1%的电容?由于这是最大的旁路上限值,因此每个人都在争抢该特定组件。我们已经能够通过更改参数来打开更多的组件库存,例如,而不是使用1%,将其提高到5%的容差。我看到很多时候所使用的组件对于设计类来说都是“过度杀伤”,但是做出这么简单的改变就会产生全新的组件库。

我们的另一个工作就是PCB驱动其他这个过程的领域。这意味着我们现在正在给采购带来他们在组件领域中存在的缺陷。这是基于using®,我们将在几分钟内讨论。在相反之前:工程和采购多次甚至不会彼此说话。现在我们确保在整个公司内过滤我们现有的信息。

最后,我们已经开始使用我们所谓的多足迹组件,在设计上留下多个足迹,如果我们的第一选择不足,我们可能会使用这些组件。现在,这已经产生了一些有趣的布局,以适应一切。

华纳:如果这仍然存在,设计师如何继续积极主动,敏捷并继续设计并按时交付?

Watson:实际上有三个“P”来度过这场危机:计划,准备和积极主动。

通过不开始设计来保持领先地位那已经有麻烦了。很多时候,工程师会使用以前的设计,认为这些组件是可用的。实际上,其中一些可能已经过时或已处于弃用状态。我们不能假设一切都好。如果您发现已经存在库存问题或者没有推荐用于新设计,那么随着时间的推移,这种情况不会变得更好,实际上可能是最差的。此外,意识到进一步有人进入设计,更难做出改变,而不会影响你的钱包或时间表。

Altium工具已经成为我们最重要的事情之一。由于知识是强大的,能够拥有“实时”组件库存可用性信息,适当且经过批准的AVL,对供应商进行排名并为每个组件设置多个来源和供应商的能力已成为我们的主要优势。现在,由于我们可以随时获得这些信息,我们无需等到设计的后端才能发现我们刚刚创建了公司最新的门挡以及坏PCB的库存。一旦我们完成了这个原理图,我们就可以运行它并找出问题所在。

如果在“它不像往常一样”之后有第二条规则,那就是检查在整个设计过程中经常会出现组件可用性。

华纳:你会建议任何与这种情况保持同步的资源吗?

Watson:是的,很多组件供应商推出了他们的组件预测。随时了解我们行业的发展趋势。随时了解情况您越早了解问题或方向,就能越早对所需的变更作出合理的决定。这将要求您阅读电子期刊和新闻。及时了解一些伟大的PCB行业贸易出版物报道的内容,如I-Connect-007,EDN,All About Circuits,PCDandF,EE Journal等。

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