汽车电子PCB:下一场盛宴(2)
时间:2013-12-23 13:58 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:杨慧 点击次数:
(3)增值服务和创新应用(App)将层出不穷。要求企业必须建立技术创新机制和组织快速响应能力,必须建立跨学科跨领域的技术资源整合能力,必须建立面向用户的驾驶行为和消费行为分析能力。3.汽车电子行业走向开放融合,竞争更为激烈。
进入21世纪更多电子厂商加入到汽车电子领域,如研发应用通信、传感、电池技术等),并与汽车厂商结成了全球范围内的紧密联盟,如AUTOSAR、JASPAR联盟等。随着智能手机技术的发展,移动通信进入汽车,汽车厂商引入Google公司的开发技术平台,使IT厂商快速进入汽车电子领域(如华为等)。
上述两种趋势几乎同步发生,快速推进。IT企业的加入,汽车电子化的发展逐渐打破了独有技术规格的壁垒,汽车电子业从封闭世界走向开放世界,汽车电子领域的竞争更加激烈;汽车整车厂与汽车电子厂联系更加紧密、范围也更广。
4.产业转移不断深化,中国仍是转移重心。
从空间发展来看,全球汽车和汽车零部件制造向中国转移的趋势并未改变,中国将成为全球汽车电子产品产销大国,汽车电子研发也逐步向中国转移。
中国汽车产业的发展一直是由内需驱动,随着经济的不断发展,中国将进入较长的一段汽车消费期,汽车内需仍将保持旺盛,为产业发展提供市场保障。中国广阔的市场吸引国内汽车电子厂商投资的持续增加,以在中国市场中取得一席之地。这种情况下,本土汽车电子厂商将面临更激烈的与国际厂商的竞争,从中国汽车电子市场品牌结构图上看,前十大品牌只有深圳航盛一家本土企业,其余均为国际厂商。本土汽车电子厂商面临如此恶劣的市场形势,无怪乎有人讲"中国汽车电子产业到了唱国歌的时候"。
PCB在汽车电子产品中的应用
汽车电子市场一直以来是继电脑、通讯之后PCB的第三大应用领域。随着汽车从传统意义上的机械产品,逐步演化、发展成为智能化、信息化、机电一体化的高技术产品,电子技术在汽车上的应用已十分广泛,无论是发动机系统,还是底盘系统、操纵系统、安全系统、信息系统、车内环境系统等都无一例外地采用了电子技术产品。汽车电子显然已经成为一个焦点,汽车电子的发展,自然地带动了汽车用PCB的发展。
按照业内的划分标准,汽车电子产品分为车体电子控制系统(ElectronicControlSystems)和车载电子装置(ElectronicDevices)两大类,前者主要用于机械操作功能的改进,包括电子燃油喷射系统、制动防抱死控制、防滑控制、自动变速器、转向系统等;后者则是为了给汽车提供更多的娱乐、通信及移动办公功能,与汽车的机械性能无直接关系,包括卫星导航仪、车载音响、电视、车载电话、上网设备等。
上述所有汽车电子产品中都离不开PCB产品,包括各种单双面板、多层板、HDI板、陶瓷基板、软板等。汽车电子分类请见下表1。
汽车用PCB可以分为四类,如陶瓷板、硬板、FPC板、金属散热板。这些PCB应用在汽车电子的不同功能、不同环境下。汽车用PCB可靠性作为整车可靠性保证的一部分,要求很严格,不仅要求供应厂家通过汽车质量管理体系QS9000认证,还要对其质量控制能力进行极其苛刻的评估。汽车用PCB产品多采用特殊性能材料(如高Tg材料、耐CAF材料、厚铜材料以及陶瓷材料等)进行制作,性能测试一般也有专门要求。
电子控制系统用PCB,包括动力控制系统和制动控制系统用汽车PCB,汽车上的各种控制传感器、控制仪表、电子开关等,其设计和制程要求具有更高的可靠性,如汽车控制系统,部分关键器件要求进行高达500~2000次高低温循环(车载装置要求200循环)和42V高电压测试(常规12V),对于高压和高温产品,基本都要求使用高铜箔材料和制作工艺,基本铜厚要求在2安士~4安士,(最高要求铜箔厚度达到16安士,且必须采用专用特种散热器);车载用PCB(用于汽车通讯与娱乐方面产品),属于舒适性功能的电子产品,如音响、电视与电话等的印制板,与普通民用消费类电子产品印制板相同,但因其所处环境和使用条件的限制,要求有更高的可靠性保证,其验收水平要求高于普通消费性电子一个等级以上。
此外,汽车电子领域呈现明显电子化,如接收卫星电波自动寻找方向;发现前方有行驶车辆,自动减速保持一定车距;由传感器读取车道,通常行驶在车道中间等。
推动这些发展的关键是信息化、网络化、电动化、智能化,其目的是追求环保、省能源、舒适及安全。由于近年HEV(Hybrid车)和FCV(燃料电池车)的出现,加速了汽车电动化,其中的机械运行控制系统也演变为计算机通信的"By-Wire技术",不需要转向盘即可实现驾驶。这将对印制电路的加工技术和产品性能提出特殊的要求。汽车电子演变,还需要变频器小型化、高温工作动力电子和高电压(14V→42V、100V)、高度传感技术、移动通信、车内LAN等通信技术。这就需要线路板满足其元器件向高速、高频、电流容量增大、小型化发展的要求。
抢占蓝海国内企业需修炼
在汽车机械性能日益接近的今天,汽车电子化程度是衡量现代汽车水平的重要标志。汽车新技术应用中约有70%依赖于汽车电子技术的贡献,是用来开发新车型,改进汽车性能,满足人们对汽车的安全性、舒适性要求,以及实现节能、环保最重要的技术有效手段。尤其是在新能源车中,将应用更多的电子技术及产品。汽车电子技术是汽车技术进步的制高点,是实现汽车产业由大到强转变中的重要支点。作为汽车电子基础的PCB,也将因此而获得极大的发展潜力空间。
汽车工业是现时技术创新最活跃的领域之一,一大批电子控制产品及系统成为高端汽车的标准配置,并向中低端车辆渗透。目前,中国的汽车成本中,电子自动化产品的比例约为30%,而国际先进汽车企业的成本中,电子自动化产品的比例即将达到60%~80%。以PCB应用的数量来看,目前常规汽车中配有PCB板约计20块,高档汽车中配有PCB板约计40块。中国汽车工业的迅速发展将会刺激我国汽车电子的进一步发展,从而带动汽车用PCB的成长。
中国汽车电子市场在很大程度上由世界知名汽车零部件厂商德尔福、日本电装、博世三巨头占领;目前国内PCB生产厂家通过这几家公司认证不多(尤其是通过其高端产品认证),且通过认证常需2-4年甚至更长时间,品质控制能力尤其是性能品质保证能力不足为主要影响因素。我国涉足汽车电子企业多是生产附加值较低产品,如音箱、DVD、倒车雷达、防盗器等,而在高端产品方面,国内几乎是空白。技术含量较高的中高端产品基本都是国外品牌。汽车用PCB供给方面,国内不少企业早已看到其中蕴藏的无限商机,并先后积极通过QS9000认证,为进军汽车电子行业取得入门券,但目前多数企业生产加工基本以中低端产品为主和少量特种PCB供给,在汽车发动机控制系统如(ECU、EPS、ABS等)基板供给方面相对较少。
实际上,由于汽车的特殊工作环境、安全性和大电流等要求特点,其对PCB的性能要求很高,这对于PCB企业来说,是一个巨大的挑战。汽车用PCB涉及的PCB技术不仅类型广泛,而且要求异常苛刻。据了解,汽车用PCB特别强调高可靠性和低DPPM(极低的产品不良率)。与一般整机用PCB板产品相比,车用PCB对产品的可靠性要求很高,例如要符合QS9000汽车质量管理体系,一般采用CPK控制,坏频率需要控制在3ppm以下,就目前而言,这个标准对国内众多PCB制造商而言是一道不易跨过的门槛。因此,PCB厂要想在这块大蛋糕前有所作为,必须练好"内功"和"外功"。
"内功",即要"提升制程水平",达到国际一流汽车厂的严格要求。"外功",即要"选准市场"。同时,从中国汽车电子市场产品的发展趋势来看,车载电子市场应该是中国本土品牌企业大有作为的领域。
从市场规模来看,车载电子市场潜力巨大,是细分市场中未来几年增长最为迅速的领域。除了市场规模以外,车载电子市场的进入难度也将是吸引企业投入的重要特征。与动力控制系统和底盘控制系统这些核心汽车电子产品相比,车载电子的技术难度明显要小很多,对于想进入汽车电子领域的企业,特别是对技术相对落后的中国本土PCB企业来说,车载电子可以作为其进入汽车电子领域的突破口。因此,企业须根据自身的产品线情况和技术能力,有的放矢,选择适应的目标产品进入应作为考虑的重点内容,切不可盲目贪大求全,否则,将失去企业原有的竞争优势。
小结
从2013年上半年的情况看,智能手机、笔记本电脑等消费电子产品市场市场增速下滑,更多厂商把目标转向汽车电子PCB。摩根士丹利证券指出,PCB族群中的健鼎切入车用电子载板有成,其车用PCB未来三年将跑出年复合成长率25%的佳绩。部分台厂积极切入车用PCB,正是鉴于智能手机成长动能减弱,PCB厂若对智能手机业务依赖太深,加上笔电、PC产业持续处于弱势,未来获利成长性恐大受侵蚀。
虽然中国汽车电子行业起步晚,同时也存在种种问题,但成长迅速大有可为。蓬勃发展的中国汽车市场需要汽车电子,而汽车电子更离不开汽车用的PCB。中国汽车电子PCB这块市场看起来征途漫漫,但面对巨大的消费市场和良好的市场预期,建议国内PCB厂商抓住机遇加速开疆拓土,去分享汽车电子市场成长带来的收益。
参考文献:
《发展汽车电子推动线路板企业经营》高成SPCA产业论坛2013.8
《汽车应用要求PCB企业提升过程控制能力》唐艳玲《中国电子报》2007.1
《PCB与汽车的发展》陈诚《印制电路信息》2007.8
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