คุณรู้จัก Automotive PCB ในปี 2022 หรือไม่?

ผมเชื่อว่าทุกคนมีความกังวลเกี่ยวกับความต้องการของรถยนต์: งบประมาณของรถยนต์, ความสะดวกสบายในการขับขี่, รุ่น, รูปลักษณ์ภายนอก, ภายใน, กำลังไฟ, พื้นที่, ค่าใช้จ่ายภายหลัง และอัตราการเก็บรักษา แต่ผู้คนไม่สามารถคิดว่ารถอัจฉริยะที่ทันสมัยสามารถมอบประสบการณ์มากมายและสะดวกสบายให้กับคุณ แต่มันแยกออกจากบอร์ด PCB อิเล็กทรอนิกส์ไม่ได้

PCB มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์และรถยนต์ก็เป็นพื้นที่การใช้งานที่สำคัญของ PCB เพื่อรองรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ PCB ส่วนใหญ่จะใช้ในระบบควบคุมพลังงาน เซ็นเซอร์ร่างกาย ระบบนำทาง ระบบความบันเทิง และระบบนำทางในรถยนต์แบบดั้งเดิม จากมุมมองของอุตสาหกรรม PCB รถยนต์ได้กลายเป็นพื้นที่การใช้งานที่ใหญ่เป็นอันดับสองของ PCB ในปี 2020 ซึ่งคิดเป็นประมาณ 16%

จีน ยานยนต์ pcb

ความต้องการสำหรับประเภท PCB ของยานยนต์นั้นมีความหลากหลายเป็นหลัก ข้อกำหนดของรถยนต์สำหรับ PCB นั้นมีหลากหลาย บอร์ดหน้าเดียวและสองหน้า บอร์ด 4 ชั้น บอร์ด 6 ชั้น และบอร์ด 8-16 ชั้น คิดเป็น 26.93% 25.70% และ 17.37% ตามลำดับ คิดเป็นประมาณ 73% โดยรวม พื้นผิว HDI PCB, FPC PCB และ IC คิดเป็น 9.56%, 14.57% และ 2.38% ตามลำดับ คิดเป็นประมาณ 27% โดยรวม จะเห็นได้ว่าบอร์ดหลายชั้นของ PCB ยังคงเป็นความต้องการหลักสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ ความต้องการ PCBs สำหรับยานยนต์นั้นขึ้นอยู่กับ 2-6 ชั้นเป็นหลัก ซึ่งคิดเป็นประมาณ 2% ของต้นทุนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์

พีซีบียานยนต์

2.1. มูลค่าของ PCB ของยานพาหนะไฟฟ้า

สูงกว่ารถยนต์ไฟฟ้าแบบดั้งเดิมอย่างเห็นได้ชัด รถยนต์พลังงานใหม่ได้พัฒนาจากอุปกรณ์เชิงกลที่สมบูรณ์ในอดีตเป็นการผสมผสานระหว่างเครื่องจักรและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ค่าใช้จ่ายด้านอิเล็กทรอนิกส์ของรถยนต์ขนาดเล็กแบบดั้งเดิม รถยนต์ระดับกลางถึงระดับสูง รถยนต์ไฮบริด และรถยนต์ไฟฟ้าล้วนคิดเป็น 15%, 20%, 47% และ 65% ของรถยนต์ทั้งหมดตามลำดับ เนื่องจากการบริโภครถยนต์พลังงานใหม่เริ่มเปลี่ยนจาก "การขับเคลื่อนนโยบาย" เป็น "การขับเคลื่อนตลาด" การพัฒนาของอุตสาหกรรมจึงเข้าสู่ช่องทางที่รวดเร็ว ในบริบทของการใช้พลังงานไฟฟ้าในรถยนต์ คาดว่าอัตราอิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์จะเพิ่มขึ้น 15.2% เป็น 49.55% ในปี 2563-2573 ซึ่งสูงกว่าที่เพิ่มขึ้น 4.8% ในปี 2553-2563 มาก

การเพิ่มขึ้นของระดับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์จะผลักดันความต้องการ PCB ให้สอดคล้องกัน การบริโภค PCB ของรถยนต์พลังงานใหม่อยู่ที่ 5-8 เท่าของรถยนต์แบบดั้งเดิม ความแตกต่างระหว่างรถยนต์ไฮบริดและรถยนต์ไฟฟ้าล้วนอยู่ที่แบตเตอรี่เป็นหลัก ในแง่ของมูลค่ารถยนต์ ความต้องการที่เพิ่มขึ้นโดยพื้นฐานแล้วทั้งสองนั้นเหมือนกัน และไม่จำเป็นต้องแยกความแตกต่าง ไม่ว่าจะเป็นไฟฟ้าล้วนหรือไฮบริด ความต้องการ PCB ที่เพิ่มขึ้นส่วนใหญ่มาจากระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ และส่วนน้อยมาจากไดรฟ์ไฟฟ้าและแบตเตอรี่พลังงาน ในรถยนต์แบบดั้งเดิม การบริโภค PCB ของรถยนต์ธรรมดาแต่ละคันคือ 0.6~1 ตารางเมตร และการบริโภคของรุ่นไฮเอนด์คือ 2-3 ตารางเมตร พลังงานใหม่ขึ้นอยู่กับรูปแบบการออกแบบที่แตกต่างกัน และพื้นที่ใช้งานเฉลี่ยของรถยนต์อยู่ที่ประมาณ 5-8 ตารางเมตร ซึ่งเป็น 5-8 เท่าของรถยนต์แบบดั้งเดิม

การควบคุมอิเล็กทรอนิกส์: การเพิ่มขึ้นของ PCB ของรถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่มาจาก VCU ของตัวควบคุมรถยนต์, ไมโครคอนโทรลเลอร์ยูนิต MCU และระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS

VCU: ประกอบด้วยวงจรควบคุมและซอฟต์แวร์อัลกอริทึม เป็นศูนย์ควบคุมระบบไฟ หน้าที่ของมันคือการตรวจสอบสถานะของยานพาหนะและดำเนินการตัดสินใจด้านพลังงานของยานพาหนะทั้งหมด ปริมาณการใช้ PCB ของรถยนต์คันเดียวประมาณ 0.03 ตารางเมตร

MCU: ประกอบด้วยวงจรควบคุมและซอฟต์แวร์อัลกอริทึม เป็นหน่วยสำคัญของระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ของรถยนต์พลังงานใหม่ หน้าที่ของมันคือควบคุมการทำงานของมอเตอร์ตามคำแนะนำในการตัดสินใจที่ออกโดย VCU เพื่อให้สามารถส่งออกกระแสสลับที่ต้องการตามคำแนะนำของ VCU ปริมาณวงจรควบคุม PCB ใน MCU ประมาณ 0.15 ตร.ม.

BMS: ส่วนประกอบหลักในหน่วยแบตเตอรี่ ผ่านการรวบรวมและคำนวณพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น แรงดัน กระแส อุณหภูมิ และ SOC เพื่อควบคุมกระบวนการชาร์จและคายประจุของแบตเตอรี่ และตระหนักถึงการป้องกันและการจัดการที่ครอบคลุมของแบตเตอรี่ ฮาร์ดแวร์ BMS ประกอบด้วยตัวควบคุมหลัก (BCU) และตัวควบคุมรอง (BMU) BMS ต้องการ PCB จำนวนมากเนื่องจากสถาปัตยกรรมที่ซับซ้อน

ไดรฟ์ไฟฟ้า: ประกอบด้วยมอเตอร์ กลไกการส่งกำลัง และคอนเวอร์เตอร์ PCB ส่วนใหญ่ใช้สำหรับอินเวอร์เตอร์และอุปกรณ์ DC / DC ในตัวแปลง มอเตอร์มีหน้าที่หลักในการแปลงพลังงานไฟฟ้าและพลังงานกลร่วมกัน กลไกการส่งกำลังส่งแรงบิดและความเร็วที่ส่งออกโดยมอเตอร์ไปยังเพลาหลักของรถเพื่อขับเคลื่อนรถ ตัวแปลงส่วนใหญ่จะประกอบด้วยอินเวอร์เตอร์และอุปกรณ์ DC/DC ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ต้องมีการป้องกัน PCB รองรับการใช้งาน PCB เพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากการแปลงไฟฟ้าแรงสูงและกระแสไฟฟ้าสูงของรถยนต์พลังงานใหม่ ความต้องการด้านประสิทธิภาพ เช่น Tg และความเสถียรจึงได้รับการปรับปรุง

PCB ยานยนต์เทสลา

แบตเตอรี่พลังงาน: แนวโน้มของการเปลี่ยนชุดสายไฟทองแดงด้วย FPC นั้นชัดเจน สายการซื้อเป็นส่วนสำคัญของระบบ BMS ของรถยนต์พลังงานใหม่ ซึ่งสามารถตรวจสอบแรงดันและอุณหภูมิของเซลล์แบตเตอรี่พลังงานใหม่ เชื่อมต่อการรับและส่งข้อมูลและนำฟังก์ชันการป้องกันปัจจุบันมาเอง การป้องกันเซลล์แบตเตอรี่ไฟฟ้าของรถยนต์ การตัดการเชื่อมต่ออัตโนมัติของการลัดวงจรที่ผิดปกติ และฟังก์ชั่นอื่นๆ ก่อนหน้านี้ สายการรวบรวมแบตเตอรี่ของรถยนต์พลังงานใหม่ใช้โซลูชันลวดทองแดงแบบดั้งเดิม ซึ่งกินพื้นที่มาก และการเชื่อมโยงการประกอบชุดอัตโนมัติทำได้น้อย เมื่อเปรียบเทียบกับชุดสายไฟทองแดงแล้ว FPC มีข้อดีด้านความปลอดภัย น้ำหนักเบา และการจัดวางแบบปกติ เนื่องจากมีการผสมผสานสูง ความหนาบางเฉียบ และความนุ่มนวลเป็นพิเศษ

รถpcb

2.2. หน่วยสืบราชการลับยังคงเพิ่มมูลค่าของ PCBs สำหรับยานยนต์

การขับขี่อัจฉริยะ: ความต้องการเรดาร์คลื่นมิลลิเมตรกำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว ซึ่งคาดว่าจะมีส่วนอย่างมากต่อ PCBs ความถี่สูง เรดาร์คลื่นมิลลิเมตรถูกใช้อย่างแพร่หลายในชั้นการรับรู้ของการขับขี่อัตโนมัติ และเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของยานยนต์ไร้คนขับ ระดับ L2 ต้องใช้เรดาร์คลื่น 5 มิลลิเมตร "1 ยาว + 4 สั้น" และระดับ L3-L5 ต้องใช้เรดาร์คลื่น 8 มิลลิเมตร "2 ยาว + 6 สั้น" ในอนาคต จำนวนยานพาหนะต่อคันจะเพิ่มขึ้นอย่างมากด้วยการรุกอย่างรวดเร็วของ ADAS ลักษณะทั่วไปของการออกแบบ PCB ของเซ็นเซอร์เรดาร์คลื่นมิลลิเมตรคือ พวกมันทั้งหมดจำเป็นต้องใช้วัสดุ PCB ที่มีการสูญเสียต่ำเป็นพิเศษ จึงช่วยลดการสูญเสียของวงจรและเพิ่มการแผ่รังสีของเสาอากาศ

ห้องนักบินอัจฉริยะ: ระบบอิเล็กทรอนิกส์เป็นกุญแจสำคัญในการโต้ตอบระหว่างมนุษย์และยานพาหนะ หน้าจอออนบอร์ดขนาดใหญ่ บูรณาการ และชาญฉลาดเพิ่มความต้องการสำหรับ PCBs ด้วยการผสานรวมเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตและเทคโนโลยียานยนต์อย่างลึกซึ้ง จอแสดงผลยานยนต์จะนำฟังก์ชันและประสบการณ์ที่สะดวกสบายมาสู่ผู้ขับขี่และผู้โดยสารมากขึ้น เทคโนโลยีใหม่ๆ เพิ่มมากขึ้น เช่น การแสดงผลบนกระจกหน้า ระบบสัมผัส 3 มิติ และการโต้ตอบระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ได้ผสานรวมไว้บนหน้าจอ เพื่อทำให้ประสบการณ์การขับขี่และความบันเทิงของผู้ใช้ดียิ่งขึ้น เทคโนโลยีและความต้องการของตลาดจะกระตุ้นการพัฒนาที่ยิ่งใหญ่ของตลาดจอแสดงผลยานยนต์ ตามการประมาณการของ IHS ในตลาดจอแสดงผลควบคุมส่วนกลางในปี 2020 จอแสดงผลขนาด 9 นิ้วขึ้นไปคิดเป็น 31% และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็น 43% ในปี 2026 โมดูลแบ็คไลท์ในหน้าจอจำเป็นต้องใช้จำนวนมาก PCBs ซึ่งส่งเสริมแนวโน้มที่สูงขึ้นของตลาด PCB ยานยนต์

ตลาด PCB สำหรับยานยนต์จะเติบโตอย่างรวดเร็วถึงระดับ 100 พันล้าน ด้วยการพัฒนารถยนต์ในทิศทางของการใช้พลังงานไฟฟ้าและความฉลาด PCBs สำหรับรถยนต์จะพัฒนาอย่างรวดเร็ว ได้รับผลกระทบจากการแพร่ระบาด ยอดขายรถยนต์ทั่วโลกในปี 2563 จะอยู่ที่ 78.03 ล้านคัน ลดลง 13% เมื่อเทียบเป็นรายปี ในปี 2564 ภายใต้ฐานยอดขายรถยนต์ที่ต่ำและราคาวัตถุดิบต้นน้ำที่สูงขึ้น ขนาดของตลาด PCB สำหรับยานยนต์คาดว่าจะเติบโตอย่างมาก เราคาดการณ์ว่าขนาดตลาด PCB ยานยนต์ทั่วโลกจะเกิน 100 พันล้านหยวนในปี 2023 และ CAGR คาดว่าจะสูงถึง 25.7% ในช่วงปี 2020 ถึง 2025 (แหล่งรายงาน: Future Think Tank)