由于市場需求不斷增加以及產(chǎn)能持續(xù)受限，導致互連組件、被動組件與機電組件(IP&E)的供應短缺。這種情況很可能持續(xù)數(shù)年，因為供貨商擔心因特網(wǎng)泡沫化周期重演，因而推遲了對于更多制造產(chǎn)能的投資。雖然許多人可能認為供應短缺是制造或采購的問題，事實上，站在最佳位置的設(shè)計人員也能幫忙找到長期解決方案。
編按：在各種電子設(shè)計中最普遍的組件——互連、被動與機電(IP&E)組件，目前正歴經(jīng)前所未有的供應短缺。這種短缺較其他市況的區(qū)別就在于廣大的市場基礎(chǔ)都迫切需要IP&E組件。AspenCore Media特別報導團隊將深入剖析IP&E組件市場：哪些終端市場在爭搶這些組件?為什么產(chǎn)能無法擴增?目前的價格趨勢?還有，我們是如何走到這一步的?
目前的IP&E組件短缺狀況引發(fā)重大關(guān)切。諸如多層陶瓷電容器(MLCC)、芯片電阻器等常見的組件需求均已大幅超過產(chǎn)量，造成供貨周期拉到40到60周。這已足以讓制造商可能擁有的正常庫存儲備耗盡，并導致產(chǎn)線停擺以及隨之而來的營收損失，甚至影響市場占有率。因此，這些短缺情況成為全公司關(guān)切的問題，而不僅僅是制造或采購部門的顧慮。
針對一項設(shè)計規(guī)劃典型的物料列表(BOM)和組件規(guī)格控制，可望為這些組件找到插入式(drop-in)替代方案，但在當前市場情況下，可能不足以協(xié)助買到所需的組件。畢竟，其他公司也有類似的選擇，因此某種替代方案的市場競爭激烈的程度可能不亞于爭搶首選組件。
制造業(yè)需要替代方案，用于取代無法取得組件，但它并不是千篇一律的簡單替代品，而是使用不同的組件類型或參數(shù)值。找到這一類替代方案并進行驗證，最好是由設(shè)計團隊來完成。
例如，考慮為MLCC尋找替代方案。MLCC由于尺寸小、成本低且等效串聯(lián)電阻(ESR)低，而開始變得普及。但這類組件的交付周期將近一年，而且預計其短缺情況至少要到2020年之后才會開始緩解，因此為MLCC確保一款替代方案至關(guān)重要。
電容器技術(shù)對于像偏置電壓等因素的響應不同，這是在選擇替代方案時需要考慮的幾個因素之一。(來源：Murata)
如果微幅的電路板重新設(shè)計是一種可行的選擇，而且電容又不那么重要(例如旁路應用)，在較不普及的更大可用封裝尺寸中就可以僅使用一個更好的電容。另一種替代方案則是并聯(lián)使用兩個較低值的電容器，以取得所需的電容。
但在許多情況下，調(diào)整印刷電路板(PCB)而為尺寸更大的替代方案保留空間，并不一定可行。在這種情況下，另一種替代方案可能是使用不同的電容器技術(shù)類型以取代MLCC，例如鉭或鋁聚合物。在這些情況下，開發(fā)人員在選擇替代方案時，除了尺寸和電容之外，還需要深入挖掘并探索電壓額定值、ESR、諧振頻率和漏電流等參數(shù)。
在供應短缺中求生存
某種特定尺寸的鉭或鋁聚合物電容器可能達到比MLCC更好的電容，因此，單個聚合物電容器可以取代兩個并聯(lián)使用的MLCC組件，這可能因而減少組件數(shù)量并提高可靠性。
進行這樣的評估必須對于電容器類型有深入的了解，但許工程師缺少這樣的認識。所幸芯片電容器和電阻器或其他IP&E組件的制造商們都非常清楚供應短缺可能給客戶造成的挑戰(zhàn)。
所以，他們開始提供各種協(xié)助。例如，在MLCC市場，松下(Panasonic)建立了一個“如何在MLCC短缺下求生存”(How to Survive the MLCC Shortage)的指南，比較并對比MLCC組件與其固體聚合物鋁系列組件的屬性。同樣地，Kemet也制作了一份白皮書——“MLCC短缺：當你找不到需要的電容器時”(MLCC Shortage: When You Can’t Find the Cap You Need)。
業(yè)界貿(mào)易組織也提供了建議。歐洲被動組件研究所(EPCI)詳細介紹了在鉭和MLCC電容器類型之間變換使用的“緊急救援”指南。
關(guān)于可能替代供應短缺組件的另一個信息來源是電子產(chǎn)品經(jīng)銷商。大多數(shù)的主要經(jīng)銷商都有工程人員協(xié)助客戶解決各類設(shè)計挑戰(zhàn)，包括確定組件供應短缺時的替代方案。
為短缺組件確定和驗證替代方案的最佳時機是在生產(chǎn)庫存耗盡之前，而且要越早越好。這個時間需要采購和設(shè)計之間的合作和溝通，并在設(shè)計完成時將BOM發(fā)送給組件買家。
在預期到可能的組件供應短缺之前預先做好準備，將有助于確保生產(chǎn)能夠在極少或毫無中斷的情況下持續(xù)進行。這也意味著設(shè)計人員將有時間為某個問題設(shè)計解決方案，而無需急于做出決策，以避免或盡可能減輕制造停擺。