不斷增長的需求和產(chǎn)能限制共同導(dǎo)致互連、無源和機(jī)電 （IP&E） 組件供應(yīng)短缺。而且這種情況可能會(huì)持續(xù)數(shù)年，因?yàn)楣?yīng)商推遲了對(duì)額外制造能力的投資，擔(dān)心網(wǎng)絡(luò)泡沫繁榮/蕭條周期的重演。盡管許多人可能認(rèn)為供應(yīng)短缺是制造或采購問題，但設(shè)計(jì)師處于幫助找到長期解決方案的理想位置。

當(dāng)前的IP&E 短缺 令人嚴(yán)重關(guān)切。需求已超過生產(chǎn)，以至于多層陶瓷片式電容器 （MLCC）、片式電阻器等常見元件的交貨期現(xiàn)在為 40 至 60 周。這足以耗盡制造商可能擁有的任何合理庫存儲(chǔ)備，并導(dǎo)致生產(chǎn)線關(guān)閉以及相應(yīng)的收入甚至市場(chǎng)份額損失。因此，這些短缺成為公司范圍內(nèi)的擔(dān)憂，而不僅僅是制造或采購方面的擔(dān)憂。

設(shè)計(jì)的典型材料清單 （BOM） 和組件規(guī)格控制圖可能會(huì)確定此類組件的直接替代品，但在當(dāng)前市場(chǎng)條件下，這可能不足以幫助采購獲得所需的零件。畢竟，其他公司也有類似的選擇，因此替代品的競(jìng)爭可能幾乎與首選部件的競(jìng)爭一樣激烈。

制造需求是使用不可用零件的替代方法，這些零件不是簡單的千篇一律的替換，而是使用不同的組件類型或值。識(shí)別和驗(yàn)證此類替代方案最好由設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)完成。

例如，考慮尋找因尺寸小、成本低和等效串聯(lián)電阻 （ESR） 低而變得流行的 MLCC 的替代品。此類設(shè)備的交貨時(shí)間接近一年，預(yù)計(jì)短缺在 2020 年之前不會(huì)開始緩解，因此確定替代品至關(guān)重要。

如果輕微的電路板重新設(shè)計(jì)是可行的選擇，并且電容不是關(guān)鍵的（例如旁路應(yīng)用），則可以簡單地在更大、不太流行、因此更可用的封裝尺寸中使用更大的電容。另一種選擇可能是并聯(lián)使用兩個(gè)較低值的電容器來實(shí)現(xiàn)所需的電容。

但在許多情況下，改變印刷電路板 （PCB） 為更大尺寸的替代方案騰出空間可能是不可能的。在這種情況下，另一種選擇可能是使用不同的電容器技術(shù)類型來代替 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(shí)，除了尺寸和電容外，還需要更深入地挖掘和探索電壓額定值、ESR、諧振頻率和漏電流等參數(shù)。

圖 1：電容器技術(shù)對(duì)偏置電壓等因素有不同的響應(yīng)，偏置電壓是選擇替代方案時(shí)需要考慮的幾個(gè)因素之一。

店里可能會(huì)有一些令人驚喜的驚喜。鉭或鋁聚合物電容器在給定尺寸和體積下可以實(shí)現(xiàn)比 MLCC 更大的電容，因此單個(gè)聚合物電容器很可能可以替代兩個(gè)并聯(lián)使用的 MLCC 器件。因此，這種替代可以減少零件數(shù)量并可能提高可靠性。

但進(jìn)行此類評(píng)估需要對(duì)許多工程師所缺乏的電容器類型有深入的了解。幸運(yùn)的是，有可用的幫助。芯片電容器和電阻器或其他 IP&E 組件的制造商敏銳地意識(shí)到供應(yīng)短缺可能給他們的客戶帶來的挑戰(zhàn)。

所以他們開始提供幫助。例如，在 MLCC 市場(chǎng)，松下創(chuàng)建了一個(gè)指南“如何應(yīng)對(duì) MLCC 短缺”，將 MLCC 器件的屬性與其固態(tài)聚合物鋁系列進(jìn)行比較和對(duì)比。同樣，Kemet 制作了一份白皮書——《MLCC 短缺：當(dāng)您找不到所需的上限時(shí)》。

貿(mào)易組織也在提供建議。歐洲無源元件協(xié)會(huì) （EPCI） 有一個(gè)相當(dāng)詳細(xì)的“急救”指南，用于在鉭電容器和 MLCC 電容器類型之間進(jìn)行切換。

另一個(gè)關(guān)于可能替代供應(yīng)短缺元件的信息來源是電子分銷商。大多數(shù)主要分銷商都有工程人員來幫助客戶解決多種類型的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，包括確定供不應(yīng)求的零件的替代品。

識(shí)別和驗(yàn)證短缺零件替代品的最佳時(shí)間是在生產(chǎn)庫存用完之前，越早越好。這個(gè)時(shí)機(jī)要求采購和設(shè)計(jì)之間進(jìn)行合作和溝通，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出典型的“跨梁”方法，即在設(shè)計(jì)完成后簡單地將 BOM 發(fā)送給零件購買者。

在零件短缺發(fā)生之前做好準(zhǔn)備可以幫助確保生產(chǎn)能夠以最小或沒有中斷的情況繼續(xù)進(jìn)行。這也意味著有時(shí)間徹底設(shè)計(jì)解決問題的方案，而不是匆忙做出決定以防止或至少盡量減少制造停工。