Jos aktiiviset komponentit ovat komponenttimaailman huomiota herättäviä rocktähtiä, niin passiivikomponentit ovat tähtien takana oleva joukkue: aivan yhtä tärkeitä, mutta jatkavat työtään hiljaa taustalla.

Passiivikomponentteja pidetään usein bulkkitavarana, mutta ne ovat välttämättömiä piirien suunnittelussa. Puuttuva osa voi estää tuotteen rakentamisen ja toimittamisen markkinoille. Markkinatrendit voivat tarkoittaa odottamatonta pulaa, jossa komponentteja on saatavana vain pitkillä toimitusajoilla tai tilannetta, jossa niitä ei yksinkertaisesti ole mahdollista hankkia. Tämän takia suunnittelijoiden on vietettävä aikaa ja rahaa uudelleensuunnitteluun sopeutuakseen vaihtoehtoisiin komponentteihin.

Esimerkiksi parin viime vuoden aikana on ollut pulaa monikerroksisista keraamisista kondensaattoreista (MLCC). Niiden kysyntä on kasvanut huomattavasti, noin 30 prosenttia vuodessa, osittain johtuen sähköajoneuvojen kaltaisten alojen kasvusta sekä MLCC-piirien lisääntymisestä monilla markkinoilla, kuten älypuhelimissa. Viime kuukausina MLCC-yhdisteiden kysyntä on heikentynyt jonkin verran, mikä on lyhentänyt toimitusaikoja, mutta kokonaiskysyntä on edelleen korkea.

Miten jakelijat auttavat?

Näiden ongelmien ratkaisemiseksi suunnittelijoiden ja komponenttiostajien on tehtävä suunnitelmia mahdollisimman pitkälle eteenpäin, mutta myös hyväksyttävä väistämättömästi jossakin vaiheessa seuraava pula. Yksi parhaimmista tavoista varmistaa jatkuvien tärkeiden osien toimittaminen on työskennellä tiiviisti jakelijan kanssa, jotta laitevalmistaja voi hyötyä heidän asiantuntevista tiedoistaan liittyen esimerkiksi tulevaisuuden trendeihin ja toisaalta jakelijan mittakaavaedusta.

Jakelijoille yritys varastoida kaikki passiivikomponentit kaikkia mahdollisia sovelluksia varten on epärealistista, oli jakelija minkä kokoinen tahansa. Vaikka jakelija voi varastoida paljon enemmän osia kuin mihin yksikään loppukäyttäjä kykenee, mahdollisuudet ovat silti rajallisia.

Sen sijaan jakelijoilla on oltava tekninen tietämys ja markkinaymmärrys, jonka avulla se osaa tunnistaa passiivikomponenttien kysyntään vaikuttavat kasvusovellukset. Tämä auttaa heitä tarjoamaan oikeita komponentteja riittävinä määrinä suunnitteluprosessin tukemiseksi. Tämä puolestaan varmistaa, että suunnittelijat voivat siirtyä konseptista tuotteeseen mahdollisimman nopeasti ja tehokkaasti ja että olemassa olevat tuotteet eivät vaadi kalliita uudelleensuunnittelua, kun jokin osa loppuu varastosta. Esimerkiksi sähköajoneuvot ja 5G-matkapuhelimet ovat kaksi aleutta, jotka kasvattavat passiivisten komponenttien kysyntää tällä hetkellä.

E-liikkuminen ja sähköajoneuvot

Sähköinen liikkuminen on nopeasti kasvava alue. Sähköajoneuvot (EV), kuten autoista, pakettiautoista, polkupyöristä ja skoottereista on tulossa suosittuja ympäri maailman. Erityisesti niiden latausjärjestelmät vaativat suurta määrää passiivikomponentteja - mukaan lukien MLCC-piirit – niin latausinfrastruktuurissa kuin itse ajoneuvoissa.

Uudemmat nopeat laturit vähentävät aikaa, jonka kuljettajat joutuvat odottamaan akustojen täyttymistä, mutta toisaalta niiden suurempi teho asettaa uusia vaatimuksia piireille. McKinsey arvioi, että vuoteen 2030 mennessä pelkästään Yhdysvalloissa, Kiinassa ja Euroopassa tarvitaan jopa 40 miljoonaa latausasemaa. Nämä maksavat 50 miljardia dollaria.

Sähköauton kantaman maksimoimiseksi ajoneuvon sähköjärjestelmien on oltava mahdollisimman tehokkaita. TME:n kaltainen jakelija voi suositella oikeita passiivikomponentteja, jotka auttavat suunnittelijoita saavuttamaan parhaat tulokset. Esimerkiksi KEMETin KC-LINK -kondensaattorit on valmistettu kestävällä, yrityksen itse räätälöimällä dielektrisellä järjestelmällä, jossa käytetään C0G/NPO-pohjaista metallipohjaista elektrodia. Ne soveltuvat hyvin muuntajiin, inverttereihin, hankoihin ja resonaattoreihin, joissa korkea hyötysuhde on ensisijaisen tärkeä ominaisuus.

Komponenttien on lisäksi täytettävä samat lujuutta ja luotettavuutta koskevat vaatimukset kuin kaikkien muiden autoelektroniikan komponenttien. Esimerkiksi KEMETin ALA7D-kondensaattorit (kuvassa vasemmalle) täyttävät nämä tiukat vaatimukset: ALA7D kestää tärinää 20 G saakka, käyttölämpötila-alue on -40…+ 85 °C ja käyttöiäksi on määritelty jopa 15 000 tuntia + 85 °C:ssa.

Samoin muut toimittajat, kuten esimerkiksi AVX, tarjoavat laajan valikoiman sähköajoneuvoihin optimoituja passiivikomponentteja, mukaan lukien kondensaattorit, liittimet ja suojapiirit. Jakelija kuten TME voi auttaa suunnittelijoita navigoimaan toisinaan ylivoimaiselta tuntuvan komponenttiviidakon läpi. Esimerkiksi pelkästään AVX:n tapauksessa TME luetteloi yli tuhat erilaista passiivikomponenttia.

Toinen paljon hypetetty tekniikka on tällä hetkellä 5G, joka lupaa nopeampia datayhteyksiä kuluttajille ja parempaa tehokkuutta operaattoreille sekä parannettuja ominaisuuksia palvella lukuisia älypuhelimia pienillä alueilla, kuten ostoskeskuksen ruuhkassa. 5G avaa myös uusia sovelluksia, kuten verkkoon kytketyt robottiautot ja esineiden internetin eli IoT:n.

Tämän saavuttamiseksi 5G vaatii korkeampitaajuisten radiosignaalien käyttöä kuin nykyisissä matkaviestinverkoissa. Nämä korkeammat taajuudet eivät kanna yhtä pitkälle, joten hyvän peiton varmistamiseksi verkkoon tarvitaan lisää tukiasemia tai ns. 'pieniä soluja'.

Korkeammilla taajuuksilla ja kaistanleveyksillä on yhä enemmän kysyntää kalliimmilla kondensaattoreilla ja pienihäviöidille magneeteille, ja ajastusratkaisujen on tarjottava parempaa tarkkuutta ja suorituskykyä. Kuluttajat odottavat yhä tehokkaampia laitteita yhä pienemmissä koteloissa, mikä tarkoittaa, että virranmuunnoksen on oltava tehokkaampaa ja akkujen täytyy kehittyä jatkuvasti.

Esimerkiksi KEMETin CBR-sarjan MLCC-kondensaattorit on optimoitu korkeille, jopa 50 GHz:n taajuuksille erittäin vakaalla dielektrisellä eristyksellä. Niillä on myös matala ekvivalenttisarjaresistanssi (ESR), mikä minimoi tehohäviöt RF-taajuuksilla. CBR-sarjan osat sopivat hyvin useisiin tietoliikennesovelluksiin RF-tehovahvistimista sekoittimiin, oskillaattoreihin, matalakohinaisiin vahvistimiin, suotimiin ja antennin viritykseen.

Jakelija on tässäkin arvokas neuvonantaja, jos yritys haluaa siirtyä 5G-suunnitteluun. Ne voivat tarjota asiantuntijanäkemyksiä ja suositella parasta komponenttia useiden toimittajien valikoimista.

TME:n osaaminen erottuu

Yhteistyö asiantuntijajakelijan kanssa voi parantaa valmistajan kykyä valita oikeat passiiviset komponentit - sekä parhaiten omaan sovelluksen sopivan komponentin osalta että sen suhteen, mikä komponentti on käytettävissä sopivilla toimitusajoilla ja riittävinä volyymeinä.

Koolla on väliä. Se varmistaa komponenttivalmistajien toimitukset selä sen, että varastotasot ovat riittävät vastaamaan vaativiin suunnitteluaikatauluihin. Näiden vaatimusten täyttämiseksi TME on investoinut moderniin logistiikkakeskukseen Puolassa. Sen pinta-ala on 18 800 m² ja seinien sisältä löytyy 180 000 hyllypaikkaa. Tämän avulla keskuksesta voidaan lähettää 5000 pakettia päivässä asiakkaille 140 maassa ympäri maailmaa. Toimitusajat ovat vain 24–72 tuntia Euroopan unionin alueella.

TME työllistää yli 800 työntekijää ja on yksi suurimmista maailmanlaajuisista elektronisten, sähkömekaanisten ja teollisten automaattikomponenttien jakelijoista. Sen valikoimassa on noin 300 000 tuotetta. TME:n insinöörit tekevät tiivistä yhteistyötä toimittajien kanssa, joten he voivat antaa asiakkaille näiden kaipaamia syvällisiä asiantuntijaohjeita, mukaan lukien tuotekoulutus.

Kuva 3: TME:n 18 800 neliömetrin logistiikkakeskus.

Johtopäätökset

Vaikka arvokkaat aktiivikomponentit saattavat saada eniten huomiota suunnittelijoilta, on tärkeää, että passiivisikompontteja ei sivuuteta. Viimeaikaiset toimitusongelmat, kuten MLCC-kondensaattorien kohdalla, ovat osoittaneet, että suunnittelijoiden ja ostohenkilöstön on varmistettava, että he valitsevat sovelluksiinsa oikeat passiivikomponentit ja että niitä on riittävästi kalliiksi tulevien toimitusten pullonkaulojen välttämiseksi. Erityisesti 5G:n ja sähköajoneuvojen kaltaisten kasvusovellusten alueella toimitusongelmat ovat todennäköisempiä.

TME: n kaltainen jakelija voi tarjota asiakkaalle markkinaosaamisen ja tarvittavan teknisen tietämyksen, jotta tehtävät päätökset ovat oikeita juuri nyt ja tulevaisuudessa. Lisäksi se tarjoaa logistiikan ja on riittävän suuri tarvittavien komponenttien toimittamiseksi nopeasti ja tehokkaasti.