Korvataanko piirilevy siruilla tulevaisuudessa?

Kiinasta on tullut maailman tärkein teollisuuspohja, ja siihen liittyvät alkupään teollisuudenalat ovat vähitellen siirtyneet Kiinaan, ja piirilevyteollisuus on yksi niistä. Samaan aikaan uusien energiaajoneuvojen, 5G:n ja muiden uusien teknologioiden voimakkaan kehityksen myötä piirilevyille on asetettu korkeampia vaatimuksia. Tärkeänä elektroniikkakomponenttina sen rooli korostuu tällä hetkellä yhä enemmän.

Vuodesta 2006 lähtien Kiinan piirilevytuotannon arvo on ohittanut Japanin ja siitä on tullut maailman suurin tuotantokanta. Vuonna 2020 tuotannon arvo oli 53,8 prosenttia maailman arvosta. Mielenkiintoista on, että vaikka globaalit piirilevymarkkinat osoittavat tiettyä syklisyyttä, Kiinan piirilevytuotannon arvo nousee jatkuvasti. Vuonna 2020 kotimaisen piirilevyteollisuuden tuotantoarvo ylittää 35 miljardia Yhdysvaltain dollaria. Kuitenkin vaurauden alla markkinoilla on sanonta, että piirilevy korvataan tulevaisuudessa siruilla, ja mihin piirilevymarkkinat menevät?

Uudet energiaajoneuvot ja 5G-markkinoiden kehitys lisäävät piirilevyjen kysyntää

"Elektronisten komponenttien äitinä" tunnettu PCB on silta, joka kuljettaa elektronisia komponentteja ja yhdistää piirejä. Kahden viime vuoden aikana Kiinan ja Yhdysvaltojen välinen kauppakonflikti ja uusi kruunuepidemia ovat kuitenkin aiheuttaneet valtavan vaikutuksen puolijohdeteollisuuteen. Vältetty on vaikuttanut jossain määrin.

Alan lähteiden mukaan terminaalimarkkinoilta ja toimitusketjulta saadun palautteen perusteella piirilevyjen nykyinen kysyntä on itse asiassa kasvussa, mukaan lukien 5G, älykkäät kodit ja uudet energiaajoneuvot. Esimerkkinä uudet energiaajoneuvot PCB-levyjen kysyntä on 4-5-kertainen perinteisiin ajoneuvoihin verrattuna, ja markkinoiden yleinen kysyntä on vahvaa.

Samaan aikaan markkinoiden sirupulan vuoksi monien asiakkaiden tuotteiden kehitys ei ole odotusten mukaista, mukaan lukien piirilevyjen kokoonpano ja valmiiden tuotteiden valmistus myöhemmässä vaiheessa.

Korvataanko piirilevy siruilla tulevaisuudessa? Hyvinvoinnin takana on piilotettuja huolia

Kiinasta on tullut maailman tärkein teollisuuspohja, ja siihen liittyvät alkupään teollisuudenalat ovat vähitellen siirtyneet Kiinaan, ja piirilevyteollisuus on yksi niistä. Samaan aikaan uusien energiaajoneuvojen, 5G:n ja muiden uusien teknologioiden voimakkaan kehityksen myötä myös piirilevyille asetetaan korkeampia vaatimuksia. Tärkeänä elektroniikkakomponenttina sen rooli korostuu tällä hetkellä yhä enemmän.

Vuodesta 2006 lähtien Kiinan piirilevytuotannon arvo on ohittanut Japanin ja tullut maailman suurimmaksi tuotantopohjaksi, ja vuonna 2020 tuotannon arvo on 53,8 prosenttia maailman tuotannosta. Mielenkiintoista on, että vaikka globaalit piirilevymarkkinat osoittavat tiettyä syklisyyttä, Kiinan piirilevytuotannon arvo nousee jatkuvasti. Vuonna 2020 kotimaisen piirilevyteollisuuden tuotantoarvo ylittää 35 miljardia Yhdysvaltain dollaria. Kuitenkin vaurauden alla markkinoilla on sanonta, että piirilevy korvataan tulevaisuudessa siruilla, ja mihin piirilevymarkkinat menevät?

Kiinan piirilevyteollisuuden tuotannon arvosuhde|Tilastokeskus

Uudet energiaajoneuvot ja 5G-markkinoiden kehitys lisäävät piirilevyjen kysyntää

"Elektronisten komponenttien äitinä" tunnettu PCB on silta, joka kuljettaa elektronisia komponentteja ja yhdistää piirejä. Kahden viime vuoden aikana Kiinan ja Yhdysvaltojen välinen kauppakonflikti ja uusi kruunuepidemia ovat kuitenkin aiheuttaneet valtavan vaikutuksen puolijohdeteollisuuteen. Vältetty on vaikuttanut jossain määrin.

Alan lähteiden mukaan terminaalimarkkinoilta ja toimitusketjulta saadun palautteen perusteella piirilevyjen nykyinen kysyntä on itse asiassa kasvussa, mukaan lukien 5G, älykkäät kodit ja uudet energiaajoneuvot. Esimerkkinä uudet energiaajoneuvot PCB-levyjen kysyntä on 4-5-kertainen perinteisiin ajoneuvoihin verrattuna, ja markkinoiden yleinen kysyntä on vahvaa.

Samaan aikaan markkinoiden sirupulan vuoksi monien asiakkaiden tuotteiden kehitys ei ole odotusten mukaista, mukaan lukien piirilevyjen kokoonpano ja valmiiden tuotteiden valmistus myöhemmässä vaiheessa.

Indavinuon tekninen johtaja Lin Chaowen uskoo, että sirupulan vuoksi hinnannousu on kestänyt pitkään ja monet kotimaiset elektroniikkayritykset ovat vastanneet sirujen lokalisoinnilla tai vaihdolla. Ilmainen vedostus on lisännyt monien yritysten ja korkeakoulujen opettajien ja opiskelijoiden innostusta piirilevyvedostukseen, mutta se on tuonut jonkin verran kasvua piirilevyjen valmistusmarkkinoille.

Vaikka PCB-levyjen kysyntä uusissa energiaajoneuvoissa on lisääntynyt huomattavasti, suuren kapasiteetin akkujen käytön vuoksi uusissa energiaajoneuvoissa virtapiirissä kasvaa virta ja virtaa kuljettava rakenne ja lämpörakenne muuttuvat kriittisiksi, ja piirilevy on enemmän huolissaan luotettavuudesta. suunnittelussa, mutta suorituskyvyn näkökulmasta suurin vaikutus luotettavuuteen on lämmöntuotanto. Siksi on välttämätöntä ohjata lämpöä IC-paketista piirilevyn kautta koko tuotteeseen käyttöympäristössä.

Lisäksi uudet energiaajoneuvot on varustettu myös sellaisilla teknologioilla kuin autonominen ajaminen, tutka ja älykäs ohjaamo. Perinteisiin ajoneuvoihin verrattuna piirilevyn rakenne on paljon monimutkaisempi, ja näiden monipuolisten toimintojen saavuttamiseksi piirilevyn kuljettamien signaalien nopeusvaatimukset ovat korkeammat. , ja HDI-korteille voi olla kysyntää älykkäissä ohjaamoissa. Samaan aikaan uudet energia-ajoneuvot on yleensä varustettu useilla kameramoduuleilla, mikä vaatii joustavampia ja jäykemmpiä levyjä.

Uusien energiaajoneuvojen lisäksi huippuluokan piirilevyjen valmistus integroituja piirejä tukeville teollisuudenaloille, kuten puolijohteiden testauslaitteille, käynnistää nopean kasvun tulevaisuudessa, ja tällä alalla vallitsi pääasiassa Yhdysvallat, Japani, Etelä. Koreassa ja muissa maissa aiemmin.

Näyttötekniikassa, erityisesti seuraavan sukupolven aktiivisessa valoa emittoivassa LEDissä, taustavalomoduulin taustavalomoduuli on yleensä yhtä suuri kuin näyttö ja piirilevy. Ja tällaisia ​​näyttölaitteita käytetään yleensä suurten ruutujen, ulkomainosnäyttöjen ja muiden alojen valvontaan, ja myös nykyinen markkinoiden kysyntä on nousussa.

5G:n ja älypuhelimien alalla Lin Chaowen sanoi, että 5G näkyy pääasiassa PCB-materiaalien suunnittelussa ja signaalinsiirron laadussa. 4G:hen verrattuna 5G:llä on suurempi nopeus, suurempi kapasiteetti ja pienempi latenssi. Myös 5G-tukiasemille ja päätelaitteille tuotu "lämmitys"-ongelma on herättänyt paljon huomiota teollisuudesta. Älypuhelimien alalla 5G-matkapuhelimia on jatkuvasti päivitetty korkean suorituskyvyn, korkean näytön laadun, korkean integroinnin ja ohuuden suuntaan. 4G-aikaan verrattuna lämmöntuotanto on lisääntynyt merkittävästi, ja myös lämmönpoistotarve on kasvanut merkittävästi. 5G-alan piirisuunnittelussa tarvitaan kipeästi energiatehokkaampia laitteita ja tehokkaampia piirilevyjäähdytysratkaisuja.

Voidaan nähdä, että uusien energiaajoneuvojen, 5G:n, uuden näyttötekniikan, puolijohteiden testauksen ja muiden alojen nykyisen kehityksen myötä piirilevyjen kysyntä on myös kotimarkkinoilla nousussa, ja teknisten päivitysten ansiosta myös piirilevysuunnittelu on noussut korkeammalle. standardit. Vaatia.

Mikä on hyvä PCB

Piirilevyteollisuus on kehittynyt niin pitkään, ja nyt piirilevyjen suunnittelussa on tapahtunut uusia muutoksia. Yksi on miniatyrisointi, jota ohjaavat pääasiassa älylaitteiden siirrettävyysvaatimukset; toinen on piirilevyjen muuttaminen perinteisistä jäykistä levyistä jäykiksi joustaviksi levyiksi. Ja kun piirilevy liikkuu kohti huippuluokkaa, on kaksi pääasiallista näkökohtaa, yksi on se, että tiedonsiirto- ja siirtonopeus kasvavat ja toinen on se, että älykodin ja puettavien laitteiden kysyntä on HDI:tä. käy yhä selvemmäksi.

Myös käyttäjien vaatimukset piirilevyille ovat kasvamassa. Lin Chaowen sanoi, että suurempi nopeus, pienempi koko ja nopeampi markkinoilletulo ovat sekä haasteita että mahdollisuuksia piirilevysuunnittelulle. Asiakkaiden kannalta suorituskykyindikaattoreiden täyttämisen edellytyksenä on, että suunnittelun toimitusaika on nopeampi.

Hyvän piirilevyn on täytettävä signaalin eheys, tehon eheys ja sähkömagneettisen yhteensopivuuden suunnittelu, jotka näkyvät pääasiassa piirin suorituskyvyssä. Sillä tasolla, jolla käyttäjä näkee paljaalla silmällä, erinomaisen piirilevytyön tulee olla layoutltaan tiivistä, siistiä ja symmetristä, ja siinä on otettava huomioon asettelun estetiikka. Samalla huomioidaan käyttäjän toimintatottumukset, esimerkiksi paneelin pistorasiat on järjestetty järkevästi, mikä on kätevä kytkeä ja irrottaa, ja siellä on selkeät turvallisuusohjeet.

Teollisuusstandardien näkökulmasta hyvän piirilevyn on ensin täytettävä käyttäjien suorituskykyvaatimukset, ja samalla se voi täyttää standardit luotettavuuden suhteen, ja on parasta, että sillä on tiettyjä etuja kustannuksissa. Tietenkin eri tuotteille edellä mainittujen kolmen kohdan painotus on myös erilainen.

Korvaako piirilevyt piirilevyt?

Vaikka piirilevyjen kysyntä on markkinoilla nykyään voimakasta, monet uudet tekniikat asettavat myös korkeampia vaatimuksia piirilevyjen suunnittelulle. Markkinoilla on kuitenkin sanonta, että laitteiston ja ohjelmiston integraatiotrendin myötä sovelluksesta tulee yhä yksinkertaisempi ja alkuperäinen tarve rakentaa monimutkainen piiri voidaan nyt ratkaista vain yhdellä sirulla. Jos kaikki tämä on totta, PCB-buumi on nykyään vain kupla.

Lin Chaowen sanoi kuitenkin tälle lausunnolle, että vaikka siruintegraatio on tulossa yhä korkeammalle, PCB:tä on mahdotonta vaihtaa lyhyellä aikavälillä, ja perustuki on vielä saavutettava piirilevyn kautta. Esimerkiksi matkapuhelimen SoC integroi sarjan moduuleja, mukaan lukien CPU, GPU, DDR jne., joita voidaan pitää moduulien täydellisenä integrointina, joka voitiin aiemmin toteuttaa vain yhdelle PCB:lle.

Mutta ongelmia on edelleen. Esimerkiksi edes 5nm:n aikakaudella SoC ei voi itsenäisesti integroida kaikkia matkapuhelimen siruja sillä edellytyksellä, että se varmistaa oman sisällönsä; samalla, vaikka lastut olisi integroitu yhteen, pienten lastujen lämmön kertymisen ongelma on edelleen ongelma tällä hetkellä. Vaikeudet, kuten Snapdragon 888:n lämmitysongelma, edes Apple A14 ei pysty ratkaisemaan lämmitysongelmaa; Lisäksi korkeatiheyksisen sirun suurentaminen PCB-sisällön integroimiseksi vähentää tuottoa, joten on parempi laittaa se suoraan piirilevylle.

Alan sisäpiiriläisten mukaan siruintegraatiossa on todellakin suuntaus. Esimerkiksi matkapuhelinsiruissa on integroitu kantataajuus ja muut siihen liittyvät laitteet, mikä vähentää huomattavasti matkapuhelimien emolevyn pinta-alaa. Mutta on nähtävä, että kun nämä sirut ovat erittäin integroituja, on pyrittävä pienentämään ja ohentamaan samalla, kun on varmistettava, että niiden suorituskyky vastaa vaatimuksia.

Joiltakin osin tuotteen emolevyn tuotanto on vielä vaikeampaa. Samanaikaisesti joidenkin piirilevyjen ulkoisten liitäntöjen integroiminen piiriin on vaikeaa, ja USB:n käyttö on muodostunut ongelmaksi. Joissakin erittäin luotettavissa tuotteissa on vähemmän sovelluksia. Tuotteen hinta ja vastaava kysyntä on otettava huomioon. Tästä syystä perinteisten piirilevyjen kysyntä jatkaa vielä pitkään kasvavaa trendiä.

Tässä voidaan kuitenkin tehdä illuusio, koska piirilevyt perustuvat pääasiassa eristekuormitettuihin johdinlinjoihin, kun taas sirut perustuvat puolijohteisiin. Joten voidaanko puolijohteita käyttää materiaaleina PCB-levyjen valmistukseen tulevaisuudessa, siihen liittyy tietysti raaka-aineiden hinta, signaalin impedanssiominaisuudet sekä fysikaaliset ongelmat, kuten kestävyys, lämmön hajoaminen ja vääristymät.

Mutta jos se voidaan toteuttaa, niin tätä puolijohteista valmistettua piirilevyä voidaan pitää myös PCB-kokoisena siruna.

Viime vuosien markkinoista päätellen Kiinan piirilevyteollisuus kehittyy edelleen nopeasti, ja sovellusten, kuten 5G:n, uusien energiaajoneuvojen ja uusien näyttöteknologioiden, ilmaantumisen myötä piirilevyille on nostettu uusia haasteita. Samaan aikaan alan kypsyys on luonut myös kolmannen osapuolen piirilevysuunnittelijoiden tarpeita. Yhdistämällä alkuperäiset tehtaat ja piirilevyvalmistajat saadaan lopulta aikaan kustannustehokas massatuotantoratkaisu. Mitä tulee siihen, korvaavatko sirut piirilevyt tulevaisuudessa, ei ainakaan lyhyellä aikavälillä, ja kysyntä on edelleen kasvussa. Mutta pitkällä aikavälillä monet innovaatiot syntyvät rohkeista oletuksista.