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電子元件短缺背后的原因

來源:網絡轉載日期:2020年03月08日 瀏覽:371 關鍵詞:元器件電子
對于智能設備的需求量急劇增加——從電視到藍牙揚聲器系統,亞馬遜、谷歌、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,以及云計算技術。到2020年,將要部署超過200億臺新的物聯網設備,在接下來的幾年里,這些設備的數量將以100%速度增長

電子行業以及元件的嚴重短缺對電子領域產生了巨大的影響,打亂了產品生產計劃和生產方式。


盡管供應量大幅減少,但很多元器件的需求量卻急劇增多。元器件制造商無法滿足市場需求,有多種原因,下文列舉其中三個主要方面。


從2017年始,此問題真正變得越來越嚴重。一開始MLCC和鉭電容器的交付時間延長,隨后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,如果今天訂購了一種元器件,那我們可能一年半以后才能收到貨。


這一切都始于電容,但目前也有其他元器件出現了短缺問題。


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。


這場危機背后的驅動因素是什么?


一切還是要歸因于簡單的經濟供需原則。盡管供應量大幅減少,但很多元器件的需求量卻急劇增多。元器件制造商無法滿足市場需求,有多種原因,下文列舉其中三個主要方面。


物聯網?


對于智能設備的需求量急劇增加——從電視到藍牙揚聲器系統,亞馬遜、谷歌、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,以及云計算技術。


一切都變得更“智能”了!


但如果物聯網太過智能會發生什么?例如,你查看冰箱,想在購物清單上加上一打甜甜圈,而你的冰箱和體重秤互連,它是否會替你決定你需要節食,不允許購買甜甜圈?


到2020年,將要部署超過200億臺新的物聯網設備,在接下來的幾年里,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物聯網相連。


移動通訊行業


手機使用量出現了巨幅增長。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電容器已被指定并已確實用于移動通訊領域。


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,自動駕駛系統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。


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,電動汽車內控制電路的溫度升高,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、熱沖擊耐受力以及耐用性等的認證。

· 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。


這場危機會持續多久?


真正有價值的問題應該是,這場危機會持續多久?短期之內這場危機不會結束,主要原因如下。


電子行業的預期增長


2019年全球電子行業預計會增長6%,2020年增長8%。這對于整個行業而言是個好消息,但這個好消息的背后卻也同時帶來了一些嚴重問題。


首先,是否有足夠的咖啡支撐工作人員完成繁重的工程工作?其次,行業的增長需要新的硬件支撐。


全球電子行業的增長率


制造商準備將利潤率較低的元器件生產線關停


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于0603的分立元器件。


制造商關停這些生產線是為了將生產線用于制造需求量更大的元器件。這將導致元器件選擇范圍的縮小、部分元器件供應量減少。


自身造成的問題


很多部件供應商現在都轉向了配給制。在配給制下,制造商要分配現有庫存,所以只有一部分的庫存會給到特定的制造商。供應商當然是希望與那些訂購量最多的公司合作。


從公司的角度考慮,配給制勢必會造成恐慌。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,然后儲備這些元件供日后使用。但這只會讓已經非常脆弱的供需體系面臨更大的壓力。


怎樣撐過這場危機?


遵循簡單的規則——今非昔比,不要在這樣的環境下做任何假設。


這場危機終將會結束,只是供應方需要一段時間才能趕得上需求方。應對方法之一就是逃避現實,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。


有如下幾點建議:

跳出設計的常規模式


供應窗口在縮小,某些元件的供應量在減少,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,每家制造商都爭相使用這一特定元器件。


但只需將容差參數調整至5%,可以使用的元器件庫存就會大幅增多。很多時候,所使用的元器件對于設計人員而言是非必要的。一個小小的改動就能大幅增加元器件的可用庫存量。


采用多種占用空間的元器件


使用多種占用空間的元器件,在設計中為可能會采用的替代元器件留出多種占用空間的位置,當第一選擇出現供應短缺時,我們就可以使用替代元器件。


這樣做的結果就是為了可布局幾種元器件,以適應一切可能發生的情況。


此外,為了撐過這場危機還要做到三點:提早計劃、做好準備、主動出擊。避免出現問題的方法,首先就是不要采用存在問題隱患的設計。


小結


總而言之,很多元器件供應商都會發布他們的元件狀況預測。關注行業發展趨勢,越早了解問題所在或是發展走向,能越快做出合理決策、及時做出改變。


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