在传统上，电子产品设计过程包括创建原型并直接将该设计转化为生产。然而考虑到当前半导体行业的形势，采用这种方法很可能导致元器件供应链问题，并严重影响电子产品的生产时间和成本。
本文将解释当今芯片短缺的原因和影响，并讨论产品工程师可以采取的潜在解决方案，以保持运转。
为什么会出现电子元器件短缺？
当今的元件短缺问题在COVID-19大流行之前就存在，当时几个新兴技术趋势开始兴起：
汽车行业
智能驾驶技术（如信息娱乐系统、导航和高级驾驶辅助系统）的普及导致芯片需求持续增长。
物联网
各行各业都在各种产品中添加物联网（IoT）传感器和无线功能，增加了对电路板的需求。
5G的增长
2019年开始推出的5G预计将覆盖到2025年全球人口的65%。这种快速扩张推动了电子元器件需求的激增，因为消费者购买了新设备。
然而，当疫情爆发时，汽车需求下降。由于对电子医疗设备和个人设备需求增加，医疗保健和消费电子产品行业需求激增。此外，应对疫情，许多工厂停产。
多年后，元件制造商逐渐恢复到疫情前的生产水平。然而，日益脆弱的供应链和日益加剧的国际紧张局势对生产关键电子产品的公司造成了问题。
电子元器件短缺对公司有何影响？
在供应链中的各方当中，制造商是受零部件短缺冲击最大的一方。当遭遇短缺时，许多制造商无法在不进行修改的情况下生产产品，这往往需要重新认证产品。这导致生产延迟和对新产品的设计过程更加复杂和漫长。
一些加剧短缺影响的问题包括：
囤积库存：
通常，大型公司会批量购买元件并囤积，这人为地增加了需求，加剧了供应链问题。
元件分配：
当需求超过产能时，许多供应商将交货时间分散在较长的时间段内。这导致交货预测不确定和供应链瓶颈。
假冒零部件：
与任何其他有价值商品一样，假冒电路板是一个风险。这个问题主要影响使用第三方经销商的小型制造商，因为经销商可能从不可信的卖家购买元件。
价格上涨：
当价格上涨时，小型公司面临最大风险。具有大量资金的大型制造商可以承担高额溢价以保持短交货时间，这使得小型公司难以在市场上立足。这种价格上涨通常也会传导到最终用户身上。
如何降低产品工程师在短缺情况下的成本？
根据高盛（Goldman Sachs）的见解，芯片短缺可能会一直持续到2023年。然而，很难可靠地预测它何时会确切结束。
制定考虑到元件短缺的计划可以帮助您降低风险并加强供应链。无论是开发新产品还是改进现有设计，都可以采取一些步骤。
规划短缺情况
尽早考虑短缺情况对于保持进度非常重要。在可能的情况下，利用具有半导体供应链专业知识的人员。他们可以帮助您选择最高质量和最具成本效益的选项。
与设计机构密切合作，为原型制作和生产阶段选择最具弹性的元件。大多数设计公司与制造商和供应商有着紧密的合作关系，因此可以帮助您快速获取元件以满足截止日期。
然后，与所有候选制造商进行沟通。直接联系供应商至关重要，因为这可以帮助您最准确地了解他们的交货时间。
无论何时有可能，选择不太可能受到短缺影响的低风险元件。一些元件可能可从多个制造商处获得，这有助于提高供应链的弹性。一个高效的技术团队可以帮助优化PCB的功能，并加快上市速度。
例如，当一家美国原始设备制造商在其某个裸板上经历了集成电路（IC）元件的短缺和长交货时间时，他们求助于敬鹏电子以提供设计知识和元件采购专业知识，以确保他们能够以具有成本效益和相同性能要求的方式生产受到威胁的PCB。
当他们目前的供应商无法帮助找到具有成本效益的替代品时，敬鹏电子能够与客户和设计合作伙伴一起重新设计PCB，具备灵活性，根据元件的可用性使用不同的元件，而无需进行未来的重新设计。设计最终确定后，敬鹏电子能够在几天内提供PCB。
当客户需要重新订购板子时，他们又遇到了另一个元件问题。然而，由于上一次修订中实施的设计和灵活性，他们能够使用另一种经过批准的替代品来生产板子，并保持快速交货时间。
敬鹏电子通过提供制造可行性设计的价值和专业知识，优化您的板子，并最大限度地提高元件的可用性，以加快上市速度。
评估关键设计元素的风险
一旦您完成了设计，就需要评估其在短缺情况下遇到困难的风险。
确定在短缺发生时最难找到替代品的部件，并考虑备用方案。
例如，您的设计还包括没有可替换品的元件。虽然现在可能很容易采购这些部件，但如果出于任何原因它们变得不可用，您可能就没有替代选项了。
找到对于您的产品来说使用正确工艺节点的元件非常重要。比起通常用于旧设备的元件，新型元件的需求会更高，这意味着它们更容易出现短缺情况。
一旦您完成了设计，就立即下订单进行大规模生产。快速行动可以降低其他公司在您之前购买所有可用元件的风险。
明智选择元件
针对潜在的替代品或替换品优化设计。这将使您在开发过程的后期容易进行任何必要的更改。
在设计过程的早期，与制造商和供应商进行谈判，以找到尽可能多的关键元件来源。
以下是一些主动设计的提示：
选择常见元件：
设计电路，使得您可以轻松更换高需求的元件，使用具有相同或非常相似的电气规格的元件。虽然常见元件可能比特定元件更昂贵，但在初始设计中加入潜在的替代品可以提供一定的灵活性。
寻找可替换品：
在设计过程中寻找非关键元件的替代品。准备一个可替换的供应商列表，以降低在进入生产阶段时出现短缺的风险。
增加额外空间：
在设计中增加额外的空间，使您可以使用不同的PCB而无需完全放弃设计。您还可以合理安排机械元件的空间，以最大程度减少在需要更改电子元器件时需要进行的机械更改数量。
重新设计或重新开发
您可能需要完全重新设计您的产品。根据您所做的更改的程度，您的生产时间可能会延迟几周到几个月。
例如，如果您需要用新的PCB替换原始PCB，您可能需要寻找新的连接器并进行固件更改，这可能需要几个月的时间。如果选择等待原始元件再次可用，可能需要更长的时间。
通过与敬鹏电子建立战略合作伙伴关系，增强您的供应链
采取积极的步骤来减少零部件短缺的风险对于降低生产成本和保持生产进度至关重要。在这个过程中，与一个有材料专业知识，能够优化您的板子并最大限度提供元件的增值PCB供应商建立战略伙伴关系是必要的。
敬鹏电子一直以具有竞争力的价格为工程师和制造商提供高质量的PCB。我们为客户提供在整个开发过程中的技术专业知识，帮助他们提高上市速度18%。立即联系我们，了解更多信息。
