Você conhece PCB automotivo em 2022?

Acredito que todos se preocupam com as necessidades dos carros: orçamento do carro, conforto ao dirigir, modelo, aparência, interior, potência, espaço, custos posteriores e taxa de retenção. Mas as pessoas não podem pensar que o carro inteligente moderno pode lhe trazer uma experiência considerável e confortável, mas é inseparável da placa eletrônica PCB.

O PCB é amplamente utilizado em automóveis, e os automóveis também são uma importante área de aplicação do PCB. Como suporte de componentes eletrônicos, o PCB é usado principalmente em sistemas de controle de energia, sensores corporais, sistemas de navegação, sistemas de entretenimento e sistemas de navegação em automóveis tradicionais. Do ponto de vista da indústria de PCB, os automóveis se tornaram a segunda maior área de aplicação de PCB em 2020, respondendo por cerca de 16%.

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A demanda por categorias de PCB automotivo é principalmente diversificada. As exigências dos automóveis para PCB são diversificadas. Placas de face única e dupla, placas de 4 camadas, placas de 6 camadas e placas de 8-16 camadas representam 26,93%, 25,70% e 17,37%, respectivamente, representando cerca de 73% no total. Os substratos HDI PCB, FPC PCB e IC representaram 9,56%, 14,57% e 2,38%, respectivamente, representando cerca de 27% no total. Pode-se ver que as placas PCB multicamadas ainda são a principal demanda para eletrônicos automotivos. A demanda por PCBs automotivos é baseada principalmente em 2-6 camadas, o que representa cerca de 2% do custo de dispositivos eletrônicos no veículo.

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2.1. O valor do PCB dos veículos elétricos

É significativamente maior do que a dos veículos a motor tradicionais. Veículos de nova energia evoluíram de um dispositivo mecânico completo no passado para uma combinação de máquinas e eletrônicos. Os custos eletrônicos de veículos compactos tradicionais, veículos de médio a alto padrão, veículos híbridos e veículos elétricos puros representam 15%, 20%, 47% e 65% de todo o veículo, respectivamente. À medida que o consumo de novos veículos movidos a energia começa a mudar de "orientado por políticas" para "orientado pelo mercado", o desenvolvimento da indústria entrou em uma via rápida. No contexto da eletrificação automotiva, espera-se que a taxa de eletrônicos veiculares aumente 15,2% para 49,55% em 2020-2030, muito acima do aumento de 4,8% em 2010-2020.

O aumento no grau de eletrônica automotiva impulsionará a demanda por PCB de acordo. O consumo de PCB dos veículos com novas energias é 5-8 vezes maior que o dos veículos tradicionais. A diferença entre veículos híbridos e elétricos puros está principalmente nas baterias. Em termos de valor do veículo, a demanda incremental trazida pelos dois é basicamente a mesma, não havendo necessidade de distinção. Quer seja elétrico puro ou híbrido, o aumento na demanda de PCB vem principalmente do sistema de controle eletrônico, e uma pequena parte vem do acionamento elétrico e da bateria de energia. Em carros tradicionais, o consumo de PCB de cada carro comum é de 0,6 a 1 metro quadrado, e o consumo de modelos de última geração é de 2 a 3 metros quadrados. A nova energia é baseada em diferentes esquemas de design, e a área média de uso do carro é de cerca de 5 a 8 metros quadrados, o que é 5 a 8 vezes maior que a dos carros tradicionais.

Controle eletrônico: O aumento do PCB do veículo elétrico vem principalmente do controlador do veículo VCU, da unidade microcontroladora MCU e do sistema de gerenciamento de bateria BMS.

VCU: É composto de circuito de controle e software de algoritmo. É o centro de controle do sistema de energia. Sua função é monitorar o estado do veículo e implementar a decisão de potência de todo o veículo. O consumo de PCB de um único veículo é de cerca de 0,03 metros quadrados.

MCU: É composto de circuito de controle e software de algoritmo. É uma unidade importante do sistema de controle eletrônico de veículos de nova energia. Sua função é controlar a operação do motor de acordo com as instruções de tomada de decisão emitidas pela VCU, para que possa produzir a corrente alternada necessária de acordo com as instruções da VCU. A quantidade de PCB do circuito de controle no MCU é de cerca de 0,15 metros quadrados.

BMS: O componente central na unidade de bateria, através da coleta e cálculo de parâmetros como tensão, corrente, temperatura e SOC, para controlar o processo de carga e descarga da bateria e realizar a proteção e gerenciamento abrangente da bateria. O hardware BMS consiste em um controle mestre (BCU) e um controle escravo (BMU). O BMS requer um grande número de PCBs devido à sua arquitetura complexa.

Acionamento elétrico: É composto por motor, mecanismo de transmissão e conversor. PCB é usado principalmente para inversor e dispositivo DC/DC no conversor. O motor é o principal responsável pela conversão mútua de energia elétrica e energia mecânica; o mecanismo de transmissão transmite o torque e a velocidade de saída do motor para o eixo principal do carro para acionar o carro; o conversor inclui principalmente um inversor e um dispositivo DC/DC, ambos os quais requerem a proteção do PCB. Suporte, aumentando consideravelmente o uso de PCB. Devido à conversão de energia de alta tensão e alta corrente de novos veículos de energia, os requisitos de desempenho, como Tg e estabilidade, são aprimorados.

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bateria de alimentação: A tendência de substituir o chicote de fios de cobre por FPC é clara. A linha de aquisição é uma parte importante do sistema BMS de veículos de energia nova, que pode monitorar a tensão e a temperatura das células de bateria de energia nova; conecte a aquisição e transmissão de dados e traga sua própria função de proteção atual; proteção de células de bateria de energia automotiva, desconexão automática de curto-circuito anormal e outras funções. Anteriormente, a nova linha de coleta de bateria de energia para veículos de energia usava a solução tradicional de fio de cobre, que ocupava muito espaço e a automação do link de montagem do pacote era baixa. Comparado com os chicotes de fios de cobre, o FPC tem vantagens em segurança, peso leve e layout regular devido à sua alta integração, espessura ultrafina e ultramacia.

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2.2. A inteligência continua a aumentar o valor dos PCBs automotivos

Direção inteligente: a demanda por radares de ondas milimétricas está crescendo rapidamente, o que deve contribuir significativamente para PCBs de alta frequência. O radar de ondas milimétricas é amplamente utilizado na camada de percepção da direção autônoma e é um componente importante dos veículos autônomos. O nível L2 requer "1 longo + 4 curtos" radares de 5 ondas milimétricas, e o nível L3-L5 requer "2 longos + 6 curtos" radares de 8 ondas milimétricas. No futuro, o número de veículos por veículo aumentará significativamente com a rápida penetração do ADAS. A característica comum do projeto de PCB de sensores de radar de ondas milimétricas é que todos eles precisam usar materiais de PCB de perda ultrabaixa, reduzindo assim a perda de circuito e aumentando a radiação da antena.

Cockpit inteligente: Os sistemas eletrônicos são a chave para a interação homem-veículo. Telas de tela grande, integradas e inteligentes a bordo aumentam a demanda por PCBs. Com o aprofundamento da integração da tecnologia da Internet e da tecnologia automotiva, os displays automotivos trarão funções e experiências cada vez mais convenientes para motoristas e passageiros. Mais e mais novas tecnologias, como head-up display, toque 3D e interação humano-computador, são integradas na tela do monitor para melhorar a experiência de direção e entretenimento dos usuários. A tecnologia e a demanda do mercado estimularão o grande desenvolvimento do mercado de displays automotivos. De acordo com estimativas da IHS, no mercado de exibição de controle central em 2020, telas de 9 polegadas e maiores representaram 31%, e espera-se que aumente para 43% em 2026. O módulo de luz de fundo na tela precisa usar um grande número de PCBs, que promove a tendência ascendente do mercado automotivo de PCBs.

mercado de PCB automotivo crescerá rapidamente para uma escala de 100 bilhões. Com o desenvolvimento dos automóveis na direção da eletrificação e inteligência, os PCBs para automóveis se desenvolverão rapidamente. Afetadas pela epidemia, as vendas globais de automóveis em 2020 serão de 78,03 milhões de unidades, uma queda de 13% em relação ao ano anterior. Em 2021, sob o pano de fundo da baixa base de vendas de automóveis e o aumento do preço das matérias-primas upstream, espera-se que a escala do mercado de PCB automotivo cresça significativamente. Prevemos que o tamanho do mercado global de PCB automotivo excederá 100 bilhões de yuans em 2023, e o CAGR deverá atingir 25,7% de 2020 a 2025. (Fonte do relatório: Future Think Tank)