您会如何利用PCB的5天芯片供应？

就在你以为芯片短缺问题正在好转时，供应链问题又一次抬头，美国的原始设备制造商（OEM）发现自己再次处于一个不稳定的位置。截至2022年1月25日，美国商务部发布了一项调查结果，称OEM的半导体库存降至关键组件仅剩不到五天的库存量，这一结果在部门网站的发布以及其他媒体渠道上被报道。公司在2019年报告称，他们通常为关键组件保持40天的库存量。这些半导体恰好是一些最难获得的，由于显著的供需不匹配，需求压力正在追赶这些OEM。

市场上的过剩需求有多大？美国汽车行业一直是短缺的典型代表，但实际上这影响到了每个人。调查回应者群体报告称，2021年的组件需求中位数比2019年高出17%。这部分是由消费电子购买驱动的。个人电脑、笔记本电脑和平板电脑也是2020年和2021年半导体组件需求的主要驱动因素。2021年对PC的需求同比增长了14.8%，导致需求达到自2012年以来未见的水平。显然，这一切都与疫情有关，但它引发了对短缺将持续存在的担忧，因为许多人并不期望需求那么容易减弱。电气化趋势、对移动产品和计算机的持续需求，以及将一切变成物联网产品的持续推动，将继续给半导体制造商、OEM和小型电子公司带来压力。

这一消息引发了设计师应该考虑的两个问题：

1. 本土化努力是否为时已晚，而且长期来看是否真的有效？
2. 设计师在此期间可以做些什么来为关键产品的供应链冲击做准备？

这会促进更大范围的本土化吗？

美国的每一家半导体制造商是否会增加他们在美国或欧洲的集体足迹，这还是一个未知数。商务部的报告对于半导体制造能力揭示了一些情况。报告发现，大多数半导体制造设施的运行利用率达到或超过90%。特别是，制造能力被用于旧技术，如汽车和其他产品中使用的传统数字逻辑组件。能力也被用于模拟芯片，用于电源管理、射频组件和光电组件。这涵盖了大多数设计中使用的广泛组件，因此它使大多数设计师面临某种供应链中断的风险。

对于半导体制造商及其西方客户群而言，显而易见的答案是建造新的晶圆厂。实际上，这种情况促使美国参议院去年采取行动，通过了一项立法，为芯片制造商提供520亿美元的补贴，以建造新工厂。不幸的是，这项措施仍在众议院陷入僵局，因为拜登的“重建更美好”计划看起来已经无疾而终。

现在轮到英特尔了，这是最古老和最大的先进组件制造商之一。该公司在1月21日宣布，计划到2025年在俄亥俄州建造两家新的半导体工厂，投资额达200亿美元。该公司计划在该州投资建设多达8家新工厂，其目的是让该地区成为“地球上最大的硅制造地点”，英特尔首席执行官帕特·格尔辛格在《时代》杂志中说。

尽管英特尔投资建厂，以及像美国印制电路板协会（PCBAA）和印制电路工程协会（PCEA）这样的组织提倡，但八家工厂是否足以挽救西方公司的供应链仍然是个疑问。

我对供应链波动的思考

在我为客户进行的一些持续项目中，总感觉总有些东西缺货，或者我必须跳过一些圈子才能获得所需数量的芯片。这总是发生在你从未计划或预期的组件上。上传你的物料清单（BOM）到分销商网站并点击几下按钮完成订单的日子已经一去不复返了。在2022年下半年，每个项目至少使用2个分销商来填补零件订单，外加至少1个海外经纪人，为关键组件收取授权分销商价格的10倍。

我处理供应链的方法是将订购放在前端，而不是后端。我们通常使用以下一套策略来帮助支持客户项目：

• 尽早确定主要组件并让最终客户锁定他们的选择。然后我们在开始设计之前采购这些组件。这些组件通常是将驱动其余设计的主要MCU或处理器。
• 大多数设计将包括其他没有直接替代品的较不先进的ASICs。我们也会尽早采购这些或建议可以采购的替代品，而不影响性能要求。
• 通常，当找到这些组件时，我们会识别来自同一产品系列或另一个产品线的替代部件，并计划设计一些带有这些替代品的变体。
• 客户通常必须就可能影响性能的成本作出艰难决定。这通常发生在你不得不去海外并支付高昂价格时。我们会提前识别这些情况，并让客户承诺采取行动。

我的建议是尽早与客户沟通所有这些信息，并让他们在你全身心投入新设计之前做出艰难的决定。你最不希望发生的事情是创建了一个精美的PCB布局，只发现你无法采购到那个让整个设计运作的关键组件。在新的制造能力上线之前，或者直到半导体行业的周期性质占据主导之前，设计师将不得不继续在前端处理这些重要的决策，以确保设计能够按时、按预算生产。

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