На протяжении многих лет мировая автомобильная промышленность претерпевает глубокую трансформацию: автомобили на новых источниках энергии постепенно становятся основным направлением рынка благодаря их преимуществам в области защиты окружающей среды и эффективности. В этом процессе трансформации печатные платы, используемые в транспортных средствах на новых источниках энергии, как ключевой носитель автомобильной электроники, претерпели значительные изменения в своем технологическом развитии и тенденциях применения.
1. Размер рынка продолжает расширяться
Учитывая устойчивый рост проникновения транспортных средств на новых источниках энергии, мировой рынок автомобильных печатных плат демонстрирует сильную тенденцию роста. По данным Fortune Business Insights, ожидается, что мировой рынок автомобильных печатных плат достигнет 8,84 миллиарда долларов в 2022 году и, по прогнозам, вырастет до 13,39 миллиарда долларов к 2030 году, при совокупном годовом темпе роста 5,6%. Быстрая популяризация новых энергетических транспортных средств стала основной движущей силой роста спроса на печатные платы. Ожидается, что к 2025 году мировой рынок печатных плат для транспортных средств на новых источниках энергии вырастет до 30,095 млрд юаней, при этом совокупные ежегодные темпы роста намного превысят темпы роста традиционных транспортных средств. Напротив, объем рынка печатных плат для традиционных транспортных средств, работающих на топливе, демонстрирует тенденцию к снижению и, как ожидается, к 2025 году упадет до 32,925 млрд юаней. Это ясно указывает на то, что автомобили на новых источниках энергии стали новым двигателем, стимулирующим развитие индустрии печатных плат.
2. Более разнообразные и обильные сценарии применения.
Печатные платы традиционных транспортных средств, работающих на топливе, в основном используются в таких областях, как управление питанием, автомобильные развлечения и системы безопасности, в то время как в новые энергетические автомобили добавлены системы управления аккумуляторами, автомобильные зарядные устройства, системы преобразования напряжения, такие как преобразователи постоянного тока, инверторы и другие ключевые системы на основе наследования этих приложений. Возьмем, к примеру, компанию Tesla: в инверторах и системах BMS ее моделей автомобилей широко используются печатные платы, что значительно увеличивает ценность печатных плат для отдельных автомобилей.
Что касается интеллектуального вождения и интеллектуальной кабины, то с постоянной популяризацией передовых функций системы помощи при вождении количество датчиков в автомобиле продолжает увеличиваться, а требования к материалам и процессам для печатных плат, используемых в таком оборудовании, как радар миллиметрового диапазона, становятся все более строгими. В то же время тенденция к созданию многоэкранных и больших-интеллектуальных кабин еще больше увеличила спрос на использование печатных плат. Кроме того, применение режима замены аккумуляторов в транспортных средствах на новой энергии значительно увеличило спрос на печатные платы в централизованных зарядных станциях и системах управления станциями замены аккумуляторов и выдвинуло более высокие требования к их надежности и стабильности.
3. Тенденции технологического развития
(1) Многослойность и высокая-плотность
Чтобы удовлетворить растущий спрос на интеграцию электронного оборудования в транспортные средства на новых источниках энергии, печатные платы развиваются в сторону многослойности и высокой-плотности. Многослойные платы могут содержать больше электронных компонентов, удовлетворяя требованиям вычислительной производительности и стабильности транспортных средств. Например, в ключевых системах, таких как автомобильные информационно-развлекательные системы, системы управления электропитанием и системы безопасности, все более широкое распространение получают много-платы с числом слоев более 10. Производство многослойных плат требует высокоточных-методов ламинирования и сверления, чтобы решить проблему распределения межслоевых напряжений, вызванную различиями в коэффициентах теплового расширения различных материалов, а также решить проблемы управления температурным режимом, возникающие из-за повышенной плотности печатных плат.
(2) Широкое применениежесткие гибкие печатные платы
Сочетание гибких и жестких плат эффективно уменьшает количество разъемов и паяных соединений, повышает качество и надежность продукции и позволяет лучше адаптироваться к сложной пространственной компоновке внутри автомобилей. В таких сценариях, как центральные системы управления и автомобильные информационно-развлекательные системы, которые требуют высокой гибкости и долговечности печатных плат, широко используется комбинация мягких и жестких плат. Он может реализовать больше функций в ограниченном пространстве и повысить интеллектуальный уровень всего автомобиля. Например, при подключении датчиков и модулей дисплея в некоторых транспортных средствах на новых источниках энергии сочетание мягких и жестких плат играет ключевую роль, оптимизируя проводку внутри автомобиля и снижая риск сбоя.
(3) Более высокие требования к безопасности и электрической изоляции.
При проектировании печатных плат транспортных средств на новых источниках энергии решающее значение имеют безопасность и электрическая изоляция. Из-за высокого напряжения и большого тока, характерных для транспортных средств на новых источниках энергии, при проектировании печатных плат необходимо строго контролировать электрический зазор и путь утечки, чтобы обеспечить электрические характеристики и безопасность продукта в средах с высоким-напряжением. Например, в соответствии со стандартом IEC60950 требования безопасности могут быть выполнены с помощью таких мер, как прорезь, использование изоляционных материалов и двусторонняя-сборка. Для конструкций печатных плат с тактовой частотой более 5 МГц или временем нарастания сигнала менее 5 нс обычно используются многослойные платы для управления площадью сигнального контура, улучшения качества сигнала, уменьшения электромагнитных помех и обеспечения стабильности и надежности сигнала в сложных электронных системах. При проектировании печатной платы BMS для обеспечения безопасности батареи должны соблюдаться строгие требования безопасности, такие как перезарядка, переразряд и защита от короткого замыкания.
(4) Адаптация к требованию быстрой зарядки высокого напряжения.
Поскольку быстрая зарядка с высоким напряжением-постепенно становится распространенным решением, зарядное напряжение электромобилей увеличивается, размеры компонентов становятся больше, а проводка печатной платы должна выдерживать более высокие токи. Чтобы избежать таких проблем, как перегрузка, перегрев или контролируемое снижение зарядного тока, часто используются решения из толстой меди или встроенной меди для достижения высокой многослойности толстых медных печатных плат, а также применяются процессы встроенной меди и встроенной меди для улучшения возможностей рассеивания тепла. Это создает более серьезные проблемы для свойств материалов и процессов производства печатных плат, требуя разработки новых материалов и процессов с более высокой токопроводящей способностью и лучшими характеристиками рассеивания тепла.
(5) Помощь в облегчении аккумуляторных систем.
Использование FPC вместо жгута проводов в аккумуляторных модулях, управляемых силовой аккумуляторной системой BMS, позволяет эффективно достичь облегчения и сэкономить место. FPC обладает тонкими, легкими и гибкими характеристиками, что делает его более подходящим для применения в аккумуляторных модулях, требующих большого пространства и веса.