几个月来，新闻中充斥着关于零部件供应短缺及其更广泛影响的报道。分析师发现，超过 160 个不同的行业受到了这场危机的影响。科技巨头就生产中断发出警告。尽管有报道称有些人正在挑战零部件的紧缩，例如特斯拉 ，但其他人仍然面临问题——例如丰田和福特等汽车行业品牌。
专家评估了全球芯片短缺的情况，并分享了一些切实可行的步骤，以保持今年产品设计的进展。
芯片短缺形势背景
冠状病毒袭击了电子行业。消费者需求的大幅增加使情况变得更糟，部分原因是人们在居家隔离期间花钱购买个人电子产品以缓解无聊。
此外，电动汽车应用的激增正在加剧一场完美风暴，汽车行业目前约占芯片需求的 10%。
最重要的是，自然灾害进一步加剧了这种情况。例如，台湾因旱灾而缺水5。由于该国生产世界上最精密芯片的比例很高，这种中断只会加剧台湾的芯片生产和供应能力。
此外，设施火灾也是一个问题；最近，德国一家生产用于芯片生产的基本设备的工厂发生火灾 ，引发了人们对零部件供应链增加压力的担忧。
电子元件短缺的涟漪效应
受到供应链中断影响的不仅仅是硅芯片。原材料、金属和塑料很难从能够保证交货时间的供应商处采购。因此，芯片短缺的影响继续在全球整个电子和产品制造行业产生影响。
价格不可避免地会上涨——通过三种不同的价格上涨情景：
- 直截了当的资本主义——面对许多人认为前所未有的需求，芯片制造商决定“趁热打铁”，只是对零件收取更高的费用
- 防止囤积的抑制措施——芯片供应商采用临时涨价来阻止囤积。
- 彻头彻尾的暴利——中间商利用危机以合理的低价购买零部件并以高价出售多余的库存——高达正常市场价格的一百倍。
当然，希望是，随着时间的推移，暴利因素会减少。然而，在可预见的未来，更高的芯片价格似乎很可能伴随着我们，肯定会在 2022 年的大部分时间里出现——至少在有一些真正的长期竞争再次压低价格之前是这样。
这就引出了一个问题——产品经理和工程团队如何才能克服芯片短缺的挑战并继续加速设计项目？
让我们通过一些实际步骤来帮助您在今年保持产品开发流程的顺利进行，并战胜最糟糕的电子元件紧缩。
围绕 2022 年全球芯片短缺进行设计的 7 个步骤
1.调整你的期望
首先，有一个非常必要的预期调整；一种程式化的转变，市场必须适应价格上涨——不幸的是，需要调整为组件支付更多费用。
价格上涨将不可避免地影响到消费者，因为在业务变得不可行之前，一个人的利润被挤压到何种程度是有限度的。从电子设计的角度来看，一切都是为了尽可能灵活地设计。
2. 尽早订购原型版本并使用通用组件
我们建议设计尽可能通用的组件，以便可以替换它们。
在原型方面，在设计过程的早期阶段订购所有修订版——尽可能早——而不是等到制造时间，因为即使是小批量也可能很棘手。
例如，对于五个版本A、五个版本B 和五个版本 C，应在项目开始时订购 15 个缺货，假设库存可能会丢失给其他人或并非全部需要。这种方法无疑为我们带来了回报。
显然，不能总是使用通用部件；有许多组件提供特定的功能。在这种情况下，一些芯片制造商受到的打击比其他制造商更大。
必须确定在供应和不淘汰组件方面有良好记录的公司（稍后会详细介绍）。他们可能会在其网站上列出短缺制造提前期。有了这些信息，设计团队可能需要使用更昂贵的组件。
在设计时检查可用性至关重要，而不是在没有确认交货时间的情况下尽早设计芯片。
过去，过时检查足以确保零件处于活动状态。然而，现在，更详细的市场研究——例如，在设计时查看制造提前期——至关重要。
例子
这是一个真实的例子：
- 一位工程师正在设计一种价格低廉的微控制器，价格为 1.50 英镑，而另一家供应商也有类似的性能产品，价格为 2.50 英镑。
- 达到生产时，1.50 英镑的零件不可用。工程师可能会去灰色市场，或者那些专门研究难以找到的组件的市场。在这里，卖方将提供 8.00 英镑的价格。
- 然后工程师为 1.50 英镑的组件支付 8.00 英镑——而如果一开始就设计了 2.50 英镑的组件，那么价格就会在那里确定。
- 结果是：最终产品的价格更可预测，并且可以制造——而不是组装起来可能更便宜，但由于在剧烈波动的组件市场中供应的不确定性而在生产中会遇到麻烦的东西。
3.提前下单
目前，半导体供应商通常会给出 90 天的取消条款。这将因供应商而异，这里的目的是防止过度订购和向多个供应商提交相同的订单。
在分配组件的情况下，企业只能收到原始订单的大约 20-40%。例如，一个分销商订购了 100,000 个芯片，最终可能会得到 30,000 个，它将分配给客户。
供应商还坚持采用鼓励提前订购以帮助提高产量的付款条件。过去，取消条款可能更严格，因此不鼓励买家下长期订单，这意味着供应商对客户需求的了解较少。
4. 注意分配偏差
当然，总是有人试图欺骗系统。
一些买家知道他们只会得到 20% 的分配，他们正在接近五个不同的分销商并要求同样的东西，因为他们认为他们只会从每个分销商那里得到五分之一。但是，这些买家最终可能会获得原来的全部配额五倍。
5.了解你的供应商，记住长期尽职调查
在围绕芯片短缺规划电子设计时，检查供应商的供应记录是至关重要的一步。
我们遇到了一些半导体供应商，他们没有也不打算供应过时的零件。认识到不同供应商对过时的立场是优秀电子团队或咨询公司的标志。我们的客户向我们支付行业知识，以进一步保障产品开发。
当线路切换时，工程师会遇到问题。这些制造商只有有限数量的硅可供使用，并且必须将这些硅分配给他们的各种芯片。例如，如果对一个芯片的需求很高，就会分配很多晶圆给它，而需求较低的芯片会分配更少的晶圆。
因此，如果芯片制造商对某个部件制定了具体的长期计划，那么至少会分配库存——尽管提前期很长。
然而，如果供应商没有长期计划，他们可能会说，“我只是要淘汰这部分，因为它没有需求，而且每个人都在购买另一部分，所以让我们专注于其他东西。我会在短时间内将其淘汰……” 在我们的经验中，设备在很短的时间内就被淘汰了。
一定要找出具有良好长期计划的公司——例如，他们确认零件将在一定时间内可用。
6. 在项目启动前确保关键生产库存
为了克服芯片短缺的问题，我们的一些客户在开始生产设计之前确保了关键库存，例如微控制器。需要澄清的是，这可能不是初创企业的最佳做法，因为新业务的销量往往非常不确定。
然而，对于一家正在开发具有已知销量的下一代产品的老牌公司来说，尽早确保库存确实是有意义的——例如，去年售出了 100,000 台，预计明年将售出 100,000 台。
通常，公司会避开这种方法，因为工程师可能会在开发过程中部分完成，并认为该部分不符合要求，并且无法完成工作。但是，在当前芯片短缺的情况下，提前购买是有回报的。这是因为在项目开始时对关键组件的承诺可确保您在结束时保持良好状态；所有其他零件和材料，都可以在这个过程中进行管理。
工程师知道软件开发（在编写代码，特别是测试方面的巨大成本）是安全的，因为微控制器的供应是安全的，因此可以高枕无忧。微控制器是确保安全的关键组件，因为它们需要主要的软件工作，并且重新开发软件可能对项目时间表和预算产生巨大影响。
7.记住关键部件不仅仅是芯片
还要记住优先考虑与您选择的芯片相关的任何电源芯片，因为它们目前的交货时间很长。
如果您的设计中有一个特定的核心部分，那么一开始就值得尝试购买该股票或确保它；不一定要把它送到你家门口，而是从一开始就保护库存分配。这样，您的所有软件开发都是安全的。
结论
总之，请遵循以下提示，以帮助最大限度地减少芯片短缺对您的设计项目的影响：
- 使您的期望适应当前的市场状况
- 对于原型，尽早订购修订
- 考虑现有产品/产品升级的通用部件
- 在设计时检查交货时间
- 分析供应商对供应和报废的立场
- 提前订购：在项目启动前确保关键生产库存
- 通过使用您的微控制器保护任何电源芯片 (PMIC) 来保护软件开发
但这并不全是厄运和悲观。芯片供应商目前的业务非常好，其中一些利润将用于新的研发。
此外，还有新的产能进入市场；并非所有中国市场都处于非常活跃的市场，供不应求。
电子行业只需要以与封控期间相同的弹性来度过这场芯片短缺风暴，以确保我们继续创新并将产品推向市场。
