Czy znasz Automotive PCB w 2022 roku?

Myślę, że wszystkim zależy na potrzebach samochodów: budżecie auta, komforcie jazdy, modelu, wyglądzie, wnętrzu, mocy, przestrzeni, późniejszych kosztach i wskaźniku retencji. Ale ludzie nie mogą myśleć, że nowoczesny inteligentny samochód może zapewnić znaczne i komfortowe wrażenia, ale jest nierozerwalnie związany z elektroniczną płytką PCB.

PCB są szeroko stosowane w samochodach, a samochody są również ważnym obszarem zastosowań PCB. Jako wsparcie elementów elektronicznych, PCB są stosowane głównie w systemach sterowania mocą, czujnikach ciała, systemach nawigacji, systemach rozrywki i systemach nawigacji w tradycyjnych samochodach. Z punktu widzenia przemysłu PCB, samochody stały się drugim co do wielkości obszarem zastosowań PCB w 2020 r., odpowiadając za około 16%.

chińska płytka samochodowa

Popyt na kategorie PCB dla branży motoryzacyjnej jest głównie zróżnicowany. Wymagania samochodów na PCB są zróżnicowane. Płyty jedno- i dwustronne, płyty 4-warstwowe, 6-warstwowe i 8-16-warstwowe stanowią odpowiednio 26,93%, 25,70% i 17,37%, co łącznie stanowi około 73%. Podłoża HDI PCB, FPC PCB i IC stanowiły odpowiednio 9,56%, 14,57% i 2,38%, co łącznie stanowi około 27%. Można zauważyć, że wielowarstwowe płytki PCB są nadal głównym zapotrzebowaniem na elektronikę samochodową. Zapotrzebowanie na PCB dla branży motoryzacyjnej opiera się głównie na 2-6 warstwach, co stanowi około 2% kosztów urządzeń elektronicznych w pojeździe.

motoryzacyjny pcb

2.1. Wartość PCB pojazdów elektrycznych

Jest znacznie wyższy niż w tradycyjnych pojazdach silnikowych. Nowe pojazdy energetyczne ewoluowały w przeszłości od kompletnego urządzenia mechanicznego do kombinacji maszyn i elektroniki. Koszty elektroniczne tradycyjnych pojazdów kompaktowych, pojazdów średniej i wyższej klasy, pojazdów hybrydowych i pojazdów czysto elektrycznych stanowią odpowiednio 15%, 20%, 47% i 65% całego pojazdu. Ponieważ zużycie nowych pojazdów energetycznych zaczyna zmieniać się z „kierowanego polityką” na „kierowany przez rynek”, rozwój branży wszedł na szybki tor. W kontekście elektryfikacji motoryzacji oczekuje się, że wskaźnik elektroniki samochodowej wzrośnie o 15,2 proc. do 49,55 proc. w latach 2020-2030, znacznie powyżej 4,8 proc.

Wzrost stopnia elektroniki samochodowej odpowiednio wpłynie na popyt na PCB. Zużycie PCB w nowych pojazdach energetycznych jest 5-8 razy większe niż w tradycyjnych pojazdach. Różnica między pojazdami hybrydowymi i czysto elektrycznymi polega głównie na akumulatorach. Jeśli chodzi o wartość pojazdu, przyrostowy popyt wynikający z tych dwóch przypadków jest w zasadzie taki sam i nie ma potrzeby dokonywania rozróżnienia. Niezależnie od tego, czy jest to czysto elektryczny, czy hybrydowy, wzrost zapotrzebowania na PCB pochodzi głównie z elektronicznego układu sterowania, a niewielka część pochodzi z napędu elektrycznego i akumulatora zasilającego. W tradycyjnych samochodach zużycie PCB każdego zwykłego samochodu wynosi 0,6 ~ 1 metra kwadratowego, a zużycie modeli z wyższej półki wynosi 2-3 metry kwadratowe. Nowa energia opiera się na różnych schematach projektowych, a średnia powierzchnia użytkowa samochodu wynosi około 5-8 metrów kwadratowych, czyli 5-8 razy więcej niż w przypadku tradycyjnych samochodów.

Sterowanie elektroniczne: Wzrost płytki PCB pojazdu elektrycznego pochodzi głównie ze sterownika pojazdu VCU, jednostki mikrokontrolera MCU i systemu zarządzania akumulatorami BMS.

VCU: składa się z obwodu sterującego i oprogramowania algorytmu. To centrum sterowania systemem elektroenergetycznym. Jego zadaniem jest monitorowanie stanu pojazdu i realizacja decyzji o zasilaniu całego pojazdu. Zużycie PCB przez pojedynczy pojazd wynosi około 0,03 metra kwadratowego.

MCU: składa się z obwodu sterującego i oprogramowania algorytmu. Jest to ważny element elektronicznego układu sterowania pojazdów nowej generacji. Jego zadaniem jest sterowanie pracą silnika zgodnie z instrukcjami decyzyjnymi wydanymi przez VCU, tak aby mógł wyprowadzać wymagany prąd przemienny zgodnie z instrukcjami VCU. Ilość PCB obwodu sterującego w MCU wynosi około 0,15 metra kwadratowego.

BMS: Podstawowy element jednostki akumulatorowej, poprzez gromadzenie i obliczanie parametrów, takich jak napięcie, prąd, temperatura i SOC, w celu kontrolowania procesu ładowania i rozładowywania akumulatora oraz realizacji ochrony i kompleksowego zarządzania akumulatorem. Sprzęt BMS składa się ze sterowania nadrzędnego (BCU) i sterowania podrzędnego (BMU). BMS wymaga dużej liczby płytek PCB ze względu na swoją złożoną architekturę.

Napęd elektryczny: składa się z silnika, mechanizmu transmisyjnego i konwertera. PCB jest używany głównie do falownika i urządzenia DC/DC w konwerterze. Silnik odpowiada głównie za wzajemną konwersję energii elektrycznej i energii mechanicznej; mechanizm transmisyjny przekazuje moment obrotowy i prędkość wyjściową silnika na wał główny samochodu w celu napędzania samochodu; konwerter zawiera głównie falownik i urządzenie DC/DC, z których oba wymagają ochrony płytki drukowanej. Wsparcie, znacznie zwiększające wykorzystanie PCB. Ze względu na wysokonapięciową i wysokoprądową konwersję mocy nowych pojazdów energetycznych poprawiono wymagania dotyczące wydajności, takie jak Tg i stabilność.

Płytka samochodowa Tesli

akumulator zasilający: tendencja do zastępowania wiązek przewodów miedzianych FPC jest wyraźna. Linia akwizycji jest ważną częścią systemu BMS pojazdów nowej energii, która może monitorować napięcie i temperaturę ogniw akumulatorów nowej energii; połącz akwizycję i transmisję danych oraz wprowadź własną funkcję ochrony prądu; ochrona ogniw akumulatora samochodowego, automatyczne odłączanie nieprawidłowego zwarcia i inne funkcje. Poprzednio nowa linia zbierania akumulatorów pojazdów energetycznych wykorzystywała tradycyjne rozwiązanie z drutem miedzianym, które zajmowało dużo miejsca, a automatyzacja łącza montażowego była niska. W porównaniu z wiązkami przewodów miedzianych, FPC ma zalety w zakresie bezpieczeństwa, lekkości i regularnego układu dzięki wysokiej integracji, ultracienkiej grubości i ultramiękkości.

samochód pcb

2.2. Inteligencja nadal zwiększa wartość samochodowych płytek drukowanych

Inteligentna jazda: Zapotrzebowanie na radary pracujące w zakresie fal milimetrowych szybko rośnie, co prawdopodobnie przyczyni się znacząco do powstania płytek drukowanych o wysokiej częstotliwości. Radar fal milimetrowych jest szeroko stosowany w warstwie percepcyjnej jazdy autonomicznej i jest ważnym elementem pojazdów autonomicznych. Poziom L2 wymaga „1 długich + 4 krótkich” radarów o fali 5 milimetrów, a poziom L3-L5 wymaga „2 długich + 6 krótkich” radarów o fali 8 milimetrów. W przyszłości liczba pojazdów na pojazd znacznie wzrośnie wraz z szybką penetracją ADAS. Wspólną cechą konstrukcji PCB czujników radarowych fal milimetrowych jest to, że wszystkie muszą wykorzystywać materiały PCB o bardzo niskich stratach, zmniejszając w ten sposób straty obwodu i zwiększając promieniowanie anteny.

Inteligentny kokpit: systemy elektroniczne są kluczem do interakcji człowiek-pojazd. Duże, zintegrowane i inteligentne ekrany pokładowe zwiększają zapotrzebowanie na płytki PCB. Wraz z pogłębianiem się integracji technologii internetowej i technologii motoryzacyjnej, wyświetlacze samochodowe będą zapewniać kierowcom i pasażerom coraz więcej wygodnych funkcji i doświadczeń. Coraz więcej nowych technologii, takich jak wyświetlacz przezierny, dotyk 3D i interakcja człowiek-komputer, jest zintegrowanych z ekranem wyświetlacza, aby poprawić wrażenia z jazdy i rozrywki dla użytkowników. Technologia i popyt rynkowy będą stymulować wielki rozwój rynku wyświetlaczy samochodowych. Według szacunków IHS, na rynku wyświetlaczy do centralnego sterowania w 2020 r. 9-calowe i większe wyświetlacze stanowiły 31%, aw 2026 r. ma wzrosnąć do 43%. Moduł podświetlenia w ekranie musi wykorzystywać dużą liczbę PCB, co sprzyja dalszemu trendowi wzrostowemu rynku PCB w branży motoryzacyjnej.

rynek motoryzacyjny PCB szybko wzrośnie do skali 100 miliardów. Wraz z rozwojem samochodów w kierunku elektryfikacji i inteligencji, płytki PCB do samochodów będą się szybko rozwijać. Dotknięta epidemią globalna sprzedaż samochodów w 2020 roku wyniesie 78,03 mln sztuk, co oznacza spadek o 13% rok do roku. W 2021 roku, na tle niskiej bazy sprzedaży samochodów i rosnących cen surowców upstream, oczekuje się znacznego wzrostu skali rynku motoryzacyjnego PCB. Przewidujemy, że wielkość globalnego rynku samochodowych płytek drukowanych przekroczy 100 miliardów juanów w 2023 r., a CAGR ma osiągnąć 25,7% w latach 2020-2025. (Źródło raportu: Future Think Tank)