Kas PCB asendatakse tulevikus kiibidega?

Kuna Hiinast on saanud maailma kõige olulisem tööstusbaas, on sellega seotud tootmisharud järk-järgult nihkunud Hiinasse ja PCB-tööstus on üks neist. Samal ajal on uute energiasõidukite, 5G ja muude uute tehnoloogiate jõulise arendamisega ka PCBdele seatud kõrgemad nõuded. Olulise elektroonilise komponendina muutub selle roll praegu üha olulisemaks.

Alates 2006. aastast on Hiina PCB-de toodangu väärtus ületanud Jaapanit, olles saanud maailma suurimaks tootmisbaasiks. 2020. aastal moodustas toodangu väärtus 53,8 protsenti maailma toodangust. Huvitav on see, et kuigi ülemaailmne PCB turg näitab teatud tsüklilisust, kasvab Hiina PCB toodangu väärtus pidevalt. 2020. aastal ületab kodumaise trükkplaatide tööstuse toodangu väärtus 35 miljardit USA dollarit. Kuid õitsengu all on turul ütlus, et trükkplaadid asendatakse tulevikus kiipidega ja kuhu läheb trükkplaatide turg?

Uued energiasõidukid ja 5G turu areng suurendavad trükkplaatide nõudlust

"Elektrooniliste komponentide emana" tuntud PCB on sild, mis kannab elektroonilisi komponente ja ühendab vooluahelaid. Viimase kahe aasta jooksul on aga Hiina-USA kaubanduskonflikt ja uus krooniepideemia avaldanud pooljuhtide tööstusele tohutut mõju. Välditud on mingil määral mõjutanud.

Tööstusharu allikate sõnul on terminaliturult ja tarneahelast saadud tagasiside põhjal otsustades praegune nõudlus PCBde, sealhulgas 5G, nutikate kodude ja uute energiasõidukite järele, tegelikult kasvamas. Võttes näiteks uued energiasõidukid, on nõudlus PCBde järele 4-5 korda suurem kui traditsiooniliste sõidukite nõudlus ja üldine turunõudlus on tugev.

Samas ei ole turul valitseva kiipide nappuse tõttu paljude klientide toodete edenemine ootuspärane, sh PCB-de kokkupanek ja hilisemas etapis valmistoodete tootmine.

Kas PCB asendatakse tulevikus kiipidega? Heaolu taga on peidetud mured

Kuna Hiinast on saanud maailma kõige olulisem tööstusbaas, on sellega seotud tootmisharud järk-järgult nihkunud Hiinasse ja PCB-tööstus on üks neist. Samal ajal seatakse uute energiasõidukite, 5G ja muude uute tehnoloogiate jõulise arendamisega ka PCBdele kõrgemad nõuded. Olulise elektroonilise komponendina muutub selle roll praegu üha olulisemaks.

Alates 2006. aastast on Hiina PCB-de toodangu väärtus ületanud Jaapanit, olles saanud maailma suurimaks tootmisbaasiks ning 2020. aastal moodustab toodangu väärtus 53,8 protsenti maailma toodangust. Huvitav on see, et kuigi ülemaailmne PCB turg näitab teatud tsüklilisust, kasvab Hiina PCB toodangu väärtus pidevalt. 2020. aastal ületab kodumaise trükkplaatide tööstuse toodangu väärtus 35 miljardit USA dollarit. Kuid õitsengu all on turul ütlus, et trükkplaadid asendatakse tulevikus kiipidega ja kuhu läheb trükkplaatide turg?

Hiina PCB-tööstuse toodangu väärtuse suhe|Riiklik Statistikaamet

Uued energiasõidukid ja 5G turu areng suurendavad trükkplaatide nõudlust

"Elektrooniliste komponentide emana" tuntud PCB on sild, mis kannab elektroonilisi komponente ja ühendab vooluahelaid. Viimase kahe aasta jooksul on aga Hiina-USA kaubanduskonflikt ja uus krooniepideemia avaldanud pooljuhtide tööstusele tohutut mõju. Välditud on mingil määral mõjutanud.

Tööstusharu allikate sõnul on terminaliturult ja tarneahelast saadud tagasiside põhjal otsustades praegune nõudlus PCBde, sealhulgas 5G, nutikate kodude ja uute energiasõidukite järele, tegelikult kasvamas. Võttes näiteks uued energiasõidukid, on nõudlus PCBde järele 4-5 korda suurem kui traditsiooniliste sõidukite nõudlus ja üldine turunõudlus on tugev.

Samas ei ole turul valitseva kiipide nappuse tõttu paljude klientide toodete edenemine ootuspärane, sh PCB-de kokkupanek ja hilisemas etapis valmistoodete tootmine.

Indavinuo tehniline direktor Lin Chaowen usub, et kiipide nappuse tõttu on hinnatõus kestnud pikka aega ning paljud kodumaised elektroonikafirmad on sellele reageerinud kiipide lokaliseerimise või väljavahetamisega. Tasuta korrektuur on suurendanud paljude ettevõtete, kolledžite õppejõudude ja üliõpilaste entusiasmi trükkplaatide korrektsiooni osas, kuid toonud kaasa teatud kasvu trükkplaatide tootmise turule.

Kuigi nõudlus PCBde järele uutes energiasõidukites on märkimisväärselt suurenenud, muutub uutes energiasõidukites suure mahutavusega akude kasutamise tõttu vooluringi vool suuremaks ning voolu kandev disain ja termiline disain muutuvad kriitiliseks ning PCB on rohkem mures usaldusväärsuse pärast. disain, kuid jõudluse seisukohast on töökindlusele suurim mõju soojuse tekitamisel. Seetõttu on vaja juhtida soojust IC-paketist läbi PCB kuni kogu tooteni töökeskkonnas.

Lisaks on uued energiasõidukid varustatud ka selliste tehnoloogiatega nagu autonoomne sõit, radar ja nutikas kokpit. Võrreldes traditsiooniliste sõidukitega on PCB disain palju keerulisem ja nende rikkalike funktsioonide saavutamiseks on PCB edastatavate signaalide kiirusnõuded kõrgemad. ja nutikates kokpittides võib tekkida nõudlus HDI-plaatide järele. Samas on uued energiasõidukid tavaliselt varustatud paljude kaameramoodulitega, mis nõuab paindlikumaid ja jäigemaid plaate.

Lisaks uutele energiasõidukitele toob tipptasemel PCB-de tootmine integraallülitusi toetavatele tööstusharudele, näiteks pooljuhtide testimisseadmetele, kaasa tulevikus kiire kasvuprotsessi ning selle valdkonna hõivasid peamiselt Ameerika Ühendriigid, Jaapan ja Lõuna. Korea ja teised riigid minevikus.

Ekraanitehnoloogia, eriti järgmise põlvkonna aktiivse valgust kiirgava LED-i vallas on taustvalgustuse mooduli taustvalgustuse moodul tavaliselt sama suur kui ekraan ja PCB. Ja seda tüüpi kuvaseadmeid kasutatakse tavaliselt suurte ekraanide, välireklaamiekraanide ja muude valdkondade jälgimisel ning ka praegune turunõudlus kasvab.

5G ja nutitelefonide valdkonnas ütles Lin Chaowen, et 5G kajastub peamiselt PCB materjalide ja signaali edastamise kvaliteedi disainikaalutlustes. Võrreldes 4G-ga on 5G-l suurem kiirus, suurem võimsus ja väiksem latentsusaeg. Ka 5G tugijaamadesse ja terminalidesse toodud "kütte" probleem on pälvinud tööstuses palju tähelepanu. Nutitelefonide valdkonnas on 5G mobiiltelefone pidevalt täiustatud suure jõudluse, kõrge ekraanikvaliteedi, kõrge integreerituse ja õhukuse suunas. Võrreldes 4G ajastuga on soojuse tootmine märgatavalt kasvanud ning ka soojuse hajumise nõudlus on oluliselt suurenenud. 5G valdkonna vooluringide projekteerimisel on hädasti vaja energiatõhusamaid seadmeid ja tõhusamaid PCB-jahutuslahendusi.

On näha, et uute energiasõidukite, 5G, uue ekraanitehnoloogia, pooljuhtide testimise ja muude valdkondade praeguse arenguga kasvab nõudlus PCBde järele ka koduturul ning tänu tehnoloogilistele uuendustele on ka trükkplaatide disain tõusnud kõrgemale. standarditele. Nõua.

Mis on hea PCB

PCB-tööstus on nii pikka aega arenenud ja nüüd on trükkplaatide disainis mõned uued muudatused. Üks on rohkem miniatuursust, mis on peamiselt ajendatud nutiseadmete kaasaskantavuse nõuetest; teine ​​on PCB-de muutmine traditsioonilistest jäikadest plaatidest jäigaks painduvateks plaatideks. Ja kui PCB liigub tipptaseme poole, on kaks peamist aspekti, üks on see, et andmeedastus- ja edastuskiirus muutuvad üha kõrgemaks ja teine ​​on see, et targa kodu ja kantavate seadmete jaoks on nõudlus HDI järele muutub üha ilmsemaks.

Ka kasutajate nõuded PCB-dele muutuvad järjest kõrgemaks. Lin Chaowen ütles, et suurem kiirus, väiksem suurus ja kiirem turule jõudmine on nii väljakutsed kui ka võimalused PCB projekteerimisel. Klientide jaoks on tulemusnäitajate täitmise eeldusel parem projektide kiirem tarneaeg.

Hea PCB peab vastama signaali terviklikkusele, toite terviklikkusele ja elektromagnetilise ühilduvuse kujundusele, mis kajastuvad peamiselt vooluahela jõudluses. Sellel tasemel, mida kasutaja palja silmaga näeb, peaks suurepärane PCB töö olema paigutuselt tihe, korralik ja sümmeetriline ning arvestama paigutuse esteetikat. Seejuures arvestatakse kasutaja tegutsemisharjumustega, näiteks on paneelil mõistlikult paigutatud pistikupesad, mida on mugav ühendada ja lahti ühendada ning selged ohutusjuhised.

Tööstusstandardite vaatenurgast peab hea PCB esmalt vastama kasutajate jõudlusnõuetele ja samal ajal võib see vastata ka töökindluse standarditele ning kõige parem on omada teatud eeliseid kulude osas. Loomulikult on erinevate toodete puhul ka rõhuasetus eeltoodud kolmele punktile erinev.

Kiibid asendavad PCB-sid?

Kuigi praegu on turul suur nõudlus PCBde järele, esitavad paljud uued tehnoloogiad ka PCB projekteerimisele kõrgemaid nõudeid. Turul on aga levinud ütlus, et riist- ja tarkvara integratsioonitrendiga muutub rakendus järjest lihtsamaks ning algne vajadus keeruka vooluringi ehitamiseks on nüüd lahendatav vaid ühe kiibiga. Kui see kõik vastab tõele, pole praegune PCB-buum midagi muud kui mull.

Selle avalduse kohta ütles Lin Chaowen aga, et kuigi kiibi integreerimine muutub järjest kõrgemaks, on PCB-d lühiajaliselt võimatu asendada ja põhitugi tuleb ikkagi saavutada PCB kaudu. Näiteks mobiiltelefoni SoC integreerib mitmeid mooduleid, sealhulgas CPU, GPU, DDR jne, mida võib pidada moodulite täielikuks integreerimiseks, mida sai varem rakendada ainult ühel PCB-l.

Kuid siiski on probleeme. Näiteks ei saa SoC isegi 5nm ajastul iseseisvalt integreerida kõiki mobiiltelefoni kiipe eeldusel, et see tagab oma sisu; samal ajal, isegi kui kiibid on omavahel integreeritud, on väikeste laastude soojuse kogunemise probleem praegu endiselt probleem. Raskused, näiteks Snapdragon 888 kütteprobleem, ei suuda isegi Apple A14 kütteprobleemi lahendada; lisaks vähendab suure tihedusega kiibi suurendamine PCB sisalduse integreerimiseks saagist, seega on parem panna see otse PCB-le.

Tööstuse insaiderite sõnul on kiipide integreerimise trend tõepoolest olemas. Näiteks mobiiltelefonide kiipidel on integreeritud põhiriba ja muud sellega seotud seadmed, mis vähendab oluliselt mobiiltelefonide emaplaadi pindala. Kuid tuleb silmas pidada, et kui need kiibid on väga integreeritud, tuleb miniaturiseerida ja harvendada, tagades samal ajal nende jõudluse vastavuse nõuetele.

Mõnest aspektist on toote emaplaadi tootmine veelgi keerulisem. Samas on mõne PCB välisliidese puhul keeruline kiibile integreerida ning probleemiks on saanud USB-le ligipääs. Mõne suure töökindlusega toote puhul on rakendusi vähem. Arvestada tuleb toote maksumuse ja vastava nõudlusega. Seetõttu jääb nõudlus traditsiooniliste PCBde järele veel pikka aega kasvama.

Siin võib aga luua illusiooni, kuna PCB-d põhinevad peamiselt isolaatoriga koormatud juhtliinidel, kiibid aga pooljuhtidel. Seega, kas pooljuhte saab tulevikus kasutada materjalidena PCB-plaatide valmistamiseks, hõlmab see muidugi nii tooraine hinda kui ka signaali impedantsi omadusi, aga ka füüsilisi probleeme, nagu vastupidavus, soojuse hajumine ja moonutused.

Aga kui seda saab realiseerida, siis võib seda pooljuhtidest valmistatud PCB-plaati pidada ka PCB-suuruseks kiibiks.

Viimaste aastate turu põhjal otsustades areneb Hiina PCB-tööstus endiselt kiiresti ning selliste rakenduste nagu 5G, uute energiasõidukite ja uute kuvamistehnoloogiate ilmumisega on PCBde jaoks püstitatud uued väljakutsed. Samal ajal on tööstuse küpsus loonud vajadused ka kolmandatest osapooltest PCB-disaineritele. Ühendades algse tehase ja trükkplaatide tootjad, moodustub lõpuks kuluefektiivne masstootmise lahendus. Mis puudutab seda, kas kiibid hakkavad tulevikus PCB-sid asendama, vähemalt mitte lühiajaliselt, ja nõudlus kasvab endiselt. Kuid pikas perspektiivis tulenevad paljud uuendused julgetest eeldustest.