PCB จะถูกแทนที่ด้วยชิปในอนาคต

เนื่องจากจีนได้กลายเป็นฐานอุตสาหกรรมที่สำคัญที่สุดในโลก อุตสาหกรรมต้นน้ำที่เกี่ยวข้องจึงค่อย ๆ ย้ายไปยังประเทศจีน และอุตสาหกรรม PCB ก็เป็นหนึ่งในนั้น ในขณะเดียวกัน ด้วยการพัฒนาอย่างจริงจังของรถยนต์พลังงานใหม่ 5G และเทคโนโลยีใหม่อื่น ๆ ความต้องการที่สูงขึ้นสำหรับ PCBs ก็ได้รับการหยิบยกขึ้นมาเช่นกัน ในฐานะที่เป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญ บทบาทของมันจึงมีความโดดเด่นมากขึ้นในปัจจุบัน

ตั้งแต่ปี 2549 มูลค่าการส่งออก PCB ของจีนได้แซงหน้าญี่ปุ่นจนกลายเป็นฐานการผลิตที่ใหญ่ที่สุดในโลก ในปี 2563 มูลค่าผลผลิตคิดเป็นร้อยละ 53.8 ของโลก ที่น่าสนใจ แม้ว่าตลาด PCB ทั่วโลกจะมีวัฏจักรที่แน่นอน แต่มูลค่าการส่งออก PCB ของจีนก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในปี 2563 มูลค่าการส่งออกของอุตสาหกรรมบอร์ด PCB ในประเทศจะเกิน 35 พันล้านเหรียญสหรัฐ อย่างไรก็ตามภายใต้ความเจริญรุ่งเรืองมีคำกล่าวในตลาดว่า PCB จะถูกแทนที่ด้วยชิปในอนาคต และตลาด PCB จะไปทางไหน?

รถยนต์พลังงานใหม่และการพัฒนาตลาด 5G ทำให้ความต้องการ PCB เพิ่มขึ้น

PCB เป็นที่รู้จักในฐานะ "แม่ของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์" เป็นสะพานที่ประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และเชื่อมต่อวงจร อย่างไรก็ตาม ในช่วงสองปีที่ผ่านมา ความขัดแย้งทางการค้าระหว่างจีนกับสหรัฐฯ และการแพร่ระบาดของโรคคราวน์ครั้งใหม่ได้ก่อให้เกิดผลกระทบอย่างมากต่ออุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ หลีกเลี่ยงได้รับผลกระทบในระดับหนึ่ง

ตามแหล่งที่มาของอุตสาหกรรม เมื่อพิจารณาจากข้อเสนอแนะในปัจจุบันจากตลาดเทอร์มินัลและซัพพลายเชน ความต้องการ PCB ในปัจจุบันกำลังเพิ่มขึ้นจริง ๆ รวมถึง 5G บ้านอัจฉริยะ และยานพาหนะพลังงานใหม่ ยกตัวอย่างรถยนต์พลังงานใหม่ ความต้องการ PCB จะเป็น 4-5 เท่าของรถยนต์แบบดั้งเดิม และความต้องการของตลาดโดยรวมก็แข็งแกร่ง

ในขณะเดียวกัน เนื่องจากการขาดแคลนชิปในตลาด ความคืบหน้าของผลิตภัณฑ์ของลูกค้าจำนวนมากไม่เป็นไปตามที่คาดไว้ รวมถึงการประกอบ PCB และการผลิตผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปในระยะต่อมา

PCB จะถูกแทนที่ด้วยชิปในอนาคตหรือไม่? มีความกังวลซ่อนอยู่เบื้องหลังความเจริญ

เนื่องจากจีนได้กลายเป็นฐานอุตสาหกรรมที่สำคัญที่สุดในโลก อุตสาหกรรมต้นน้ำที่เกี่ยวข้องจึงค่อย ๆ ย้ายไปยังประเทศจีน และอุตสาหกรรม PCB ก็เป็นหนึ่งในนั้น ในขณะเดียวกัน ด้วยการพัฒนาอย่างแข็งขันของรถยนต์พลังงานใหม่ 5G และเทคโนโลยีใหม่อื่น ๆ ความต้องการที่สูงขึ้นบน PCBs ก็เช่นกัน ในฐานะที่เป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญ บทบาทของมันจึงมีความโดดเด่นมากขึ้นในปัจจุบัน

ตั้งแต่ปี 2549 มูลค่าการส่งออก PCB ของจีนได้แซงหน้าญี่ปุ่นจนกลายเป็นฐานการผลิตที่ใหญ่ที่สุดในโลก และในปี 2563 มูลค่าการส่งออกจะคิดเป็นร้อยละ 53.8 ของโลก ที่น่าสนใจ แม้ว่าตลาด PCB ทั่วโลกจะมีวัฏจักรที่แน่นอน แต่มูลค่าการส่งออก PCB ของจีนก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในปี 2563 มูลค่าการส่งออกของอุตสาหกรรมบอร์ด PCB ในประเทศจะเกิน 35 พันล้านเหรียญสหรัฐ อย่างไรก็ตามภายใต้ความเจริญรุ่งเรืองมีคำกล่าวในตลาดว่า PCB จะถูกแทนที่ด้วยชิปในอนาคต และตลาด PCB จะไปทางไหน?

อัตราส่วนมูลค่าการส่งออกอุตสาหกรรม PCB ของจีน|สำนักงานสถิติแห่งชาติ

รถยนต์พลังงานใหม่และการพัฒนาตลาด 5G ทำให้ความต้องการ PCB เพิ่มขึ้น

PCB เป็นที่รู้จักในฐานะ "แม่ของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์" เป็นสะพานที่ประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และเชื่อมต่อวงจร อย่างไรก็ตาม ในช่วงสองปีที่ผ่านมา ความขัดแย้งทางการค้าระหว่างจีนกับสหรัฐฯ และการแพร่ระบาดของโรคคราวน์ครั้งใหม่ได้ก่อให้เกิดผลกระทบอย่างมากต่ออุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ หลีกเลี่ยงได้รับผลกระทบในระดับหนึ่ง

ตามแหล่งที่มาของอุตสาหกรรม เมื่อพิจารณาจากข้อเสนอแนะในปัจจุบันจากตลาดเทอร์มินัลและซัพพลายเชน ความต้องการ PCB ในปัจจุบันกำลังเพิ่มขึ้นจริง ๆ รวมถึง 5G บ้านอัจฉริยะ และยานพาหนะพลังงานใหม่ ยกตัวอย่างรถยนต์พลังงานใหม่ ความต้องการ PCB จะเป็น 4-5 เท่าของรถยนต์แบบดั้งเดิม และความต้องการของตลาดโดยรวมก็แข็งแกร่ง

ในขณะเดียวกัน เนื่องจากการขาดแคลนชิปในตลาด ความคืบหน้าของผลิตภัณฑ์ของลูกค้าจำนวนมากไม่เป็นไปตามที่คาดไว้ รวมถึงการประกอบ PCB และการผลิตผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปในระยะต่อมา

Lin Chaowen ผู้อำนวยการด้านเทคนิคของ Indavinuo เชื่อว่าเนื่องจากการขาดแคลนชิป ทำให้ราคาเพิ่มขึ้นเป็นเวลานาน และบริษัทอิเล็กทรอนิกส์ในประเทศหลายแห่งได้ตอบสนองด้วยการแปลหรือเปลี่ยนชิป การพิสูจน์อักษรฟรีได้เพิ่มความกระตือรือร้นขององค์กรและอาจารย์วิทยาลัยและนักศึกษาจำนวนมากสำหรับการพิสูจน์อักษร PCB แต่ได้นำการเติบโตมาสู่ตลาดการผลิต PCB ในระดับหนึ่ง

แม้ว่าความต้องการ PCBs ในรถยนต์พลังงานใหม่จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากการใช้แบตเตอรี่ความจุสูงในรถยนต์พลังงานใหม่ กระแสไฟในวงจรจะมีขนาดใหญ่ขึ้น และการออกแบบการพกพาและการออกแบบการระบายความร้อนในปัจจุบันกลายเป็นสิ่งสำคัญ และ PCB นั้น กังวลเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือมากขึ้น การออกแบบ แต่จากมุมมองด้านประสิทธิภาพ ผลกระทบที่ใหญ่ที่สุดต่อความน่าเชื่อถือคือการสร้างความร้อน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องควบคุมความร้อนจากแพ็คเกจ IC ผ่าน PCB ไปยังผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์ในสภาพแวดล้อมการทำงาน

นอกจากนี้ รถยนต์พลังงานใหม่ยังติดตั้งเทคโนโลยีต่างๆ เช่น ระบบขับขี่อัตโนมัติ เรดาร์ และห้องนักบินอัจฉริยะ เมื่อเทียบกับยานพาหนะแบบดั้งเดิม การออกแบบ PCB นั้นซับซ้อนกว่ามาก และเพื่อให้ได้ฟังก์ชั่นที่หลากหลายเหล่านี้ ความต้องการอัตราของสัญญาณที่ส่งโดย PCB จะสูงขึ้น และอาจมีความต้องการบอร์ด HDI บนห้องนักบินอัจฉริยะ ในขณะเดียวกัน รถยนต์พลังงานใหม่มักจะติดตั้งโมดูลกล้องจำนวนมาก ซึ่งต้องใช้บอร์ดที่ยืดหยุ่นและแข็งกว่า

นอกจากยานยนต์พลังงานใหม่แล้ว การผลิต PCB ระดับไฮเอนด์สำหรับอุตสาหกรรมสนับสนุนวงจรรวม เช่น อุปกรณ์ทดสอบสารกึ่งตัวนำ จะนำเข้าสู่กระบวนการเติบโตอย่างรวดเร็วในอนาคต และสาขานี้ส่วนใหญ่ครอบครองโดยสหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และภาคใต้ เกาหลีและประเทศอื่นๆ ในอดีต

ในด้านเทคโนโลยีการแสดงผล โดยเฉพาะอย่างยิ่ง LED เปล่งแสงแบบแอกทีฟเจเนอเรชันถัดไป โดยปกติแล้ว โมดูลแบ็คไลท์ของโมดูลแบ็คไลท์จะมีขนาดใหญ่เท่ากับหน้าจอและ PCB และอุปกรณ์แสดงผลประเภทนี้มักใช้ในการตรวจสอบหน้าจอขนาดใหญ่ หน้าจอโฆษณากลางแจ้ง และด้านอื่นๆ และความต้องการของตลาดในปัจจุบันก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

ในด้าน 5G และสมาร์ทโฟน Lin Chaowen กล่าวว่า 5G สะท้อนให้เห็นเป็นหลักในการออกแบบวัสดุ PCB และคุณภาพการส่งสัญญาณ เมื่อเทียบกับ 4G แล้ว 5G มีความเร็วที่สูงกว่า ความจุที่มากกว่า และเวลาแฝงที่ต่ำกว่า ปัญหา "ความร้อน" ยังนำมาซึ่งสถานีฐานและเทอร์มินัล 5G ซึ่งได้รับความสนใจอย่างมากจากอุตสาหกรรม ในด้านของสมาร์ทโฟน โทรศัพท์มือถือ 5G ได้รับการอัปเกรดอย่างต่อเนื่องในทิศทางของประสิทธิภาพสูง คุณภาพหน้าจอสูง การผสานรวมสูง และความบาง เมื่อเทียบกับยุค 4G การสร้างความร้อนเพิ่มขึ้นอย่างมาก และความต้องการการกระจายความร้อนก็เพิ่มขึ้นอย่างมากเช่นกัน อุปกรณ์ประหยัดพลังงานและโซลูชั่นระบายความร้อน PCB ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเป็นสิ่งจำเป็นอย่างเร่งด่วนในการออกแบบวงจรในฟิลด์ 5G

จะเห็นได้ว่าด้วยการพัฒนารถยนต์พลังงานใหม่ 5G เทคโนโลยีการแสดงผลใหม่ การทดสอบเซมิคอนดักเตอร์และสาขาอื่น ๆ ในปัจจุบัน ความต้องการ PCBs ในตลาดภายในประเทศก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน และเนื่องจากการอัพเกรดทางเทคโนโลยี การออกแบบ PCB ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน มาตรฐาน. จำเป็นต้อง.

PCB ที่ดีคืออะไร

อุตสาหกรรม PCB ได้พัฒนามาเป็นเวลานาน และตอนนี้มีการเปลี่ยนแปลงใหม่ในการออกแบบ PCB หนึ่งคือการย่อขนาดให้เล็กลง ซึ่งขับเคลื่อนโดยความต้องการพกพาของอุปกรณ์สมาร์ทเป็นหลัก อีกอย่างคือการเปลี่ยนแปลงของ PCB จากบอร์ดแข็งแบบดั้งเดิมไปเป็นบอร์ดยืดหยุ่น และเมื่อ PCB ก้าวไปสู่ระดับไฮเอนด์ มีสองประเด็นหลัก หนึ่งคืออัตราการรับส่งข้อมูลและการรับส่งข้อมูลสูงขึ้นเรื่อยๆ และอีกประการหนึ่งสำหรับบ้านอัจฉริยะและอุปกรณ์สวมใส่ ความต้องการ HDI คือ ชัดเจนมากขึ้นเรื่อยๆ

ความต้องการของผู้ใช้สำหรับ PCB ก็สูงขึ้นเรื่อย ๆ Lin Chaowen กล่าวว่าความเร็วที่สูงขึ้น ขนาดที่เล็กลง และเวลาในการออกสู่ตลาดที่เร็วขึ้นเป็นทั้งความท้าทายและโอกาสสำหรับการออกแบบ PCB สำหรับลูกค้า ในแง่ของการปฏิบัติตามตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพ จะดีกว่าหากมีเวลาส่งมอบการออกแบบที่เร็วขึ้น

PCB ที่ดีต้องตรงตามความสมบูรณ์ของสัญญาณ ความสมบูรณ์ของพลังงาน และสอดคล้องกับการออกแบบความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งสะท้อนให้เห็นในประสิทธิภาพของวงจรเป็นหลัก ในระดับที่ผู้ใช้สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า งาน PCB ที่ดีควรมีความหนาแน่นของเลย์เอาต์ เรียบร้อย และสมมาตร และคำนึงถึงความสวยงามของเลย์เอาต์ ในขณะเดียวกัน นิสัยการทำงานของผู้ใช้ก็ถูกนำมาพิจารณาด้วย ตัวอย่างเช่น ซ็อกเก็ตบนแผงได้รับการจัดวางอย่างสมเหตุสมผล ซึ่งสะดวกต่อการเสียบปลั๊กและถอดปลั๊ก และมีคำแนะนำด้านความปลอดภัยที่ชัดเจน

จากมุมมองของมาตรฐานอุตสาหกรรม PCB ที่ดีจะต้องตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพของผู้ใช้เป็นอันดับแรก และในขณะเดียวกันก็สามารถตอบสนองมาตรฐานในด้านความน่าเชื่อถือได้ และดีที่สุดคือมีข้อได้เปรียบบางประการในด้านต้นทุน แน่นอน สำหรับผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน การเน้นสามจุดข้างต้นก็จะแตกต่างกันด้วย

ชิปจะมาแทนที่ PCBs หรือไม่

แม้ว่าจะมีความต้องการ PCBs อย่างมากในตลาดในปัจจุบัน แต่เทคโนโลยีใหม่ ๆ จำนวนมากก็นำมาซึ่งความต้องการที่สูงขึ้นสำหรับการออกแบบ PCB อย่างไรก็ตาม มีคำกล่าวในตลาดว่าด้วยแนวโน้มการผสานรวมของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ แอปพลิเคชันจะง่ายขึ้นมากขึ้นเรื่อยๆ และความต้องการเดิมในการสร้างวงจรที่ซับซ้อนสามารถแก้ไขได้ด้วยชิปเพียงตัวเดียว หากทั้งหมดนี้เป็นความจริง ความเฟื่องฟูของ PCB ในปัจจุบันก็เป็นเพียงฟองสบู่

อย่างไรก็ตาม สำหรับคำแถลงนี้ Lin Chaowen กล่าวว่า แม้ว่าการรวมชิปจะสูงขึ้นเรื่อยๆ แต่ก็ไม่สามารถเปลี่ยน PCB ในระยะสั้นได้ และการสนับสนุนขั้นพื้นฐานยังคงต้องได้รับผ่าน PCB ตัวอย่างเช่น SoC ของโทรศัพท์มือถือได้รวมชุดของโมดูลต่างๆ ซึ่งรวมถึง CPU, GPU, DDR และอื่นๆ ซึ่งอาจถือได้ว่าเป็นการรวมโมดูลอย่างเต็มรูปแบบที่ก่อนหน้านี้สามารถใช้งานบน PCB เดียวเท่านั้น

แต่ก็ยังมีปัญหาอยู่บ้าง ตัวอย่างเช่น แม้ในยุค 5 นาโนเมตร SoC ก็ไม่สามารถรวมชิปทั้งหมดของโทรศัพท์มือถือเข้าด้วยกันโดยอิสระบนสมมติฐานเพื่อให้แน่ใจว่าเนื้อหาของตัวเอง ในขณะเดียวกัน แม้ว่าชิปจะถูกรวมเข้าด้วยกัน ปัญหาความร้อนสะสมของชิปขนาดเล็กยังคงเป็นปัญหาในปัจจุบัน ความยุ่งยาก เช่น ปัญหาความร้อนของ Snapdragon 888 แม้แต่ Apple A14 ก็ไม่สามารถแก้ปัญหาความร้อนได้ นอกจากนี้ การทำให้ชิปความหนาแน่นสูงมีขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อรวมเนื้อหา PCB จะลดผลผลิต ดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าที่จะวางชิปบน PCB โดยตรง

จากข้อมูลของคนในวงการ มีแนวโน้มของการรวมชิป ตัวอย่างเช่น ชิปโทรศัพท์มือถือได้ผสานรวมเบสแบนด์และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องอื่นๆ ซึ่งช่วยลดพื้นที่เมนบอร์ดของโทรศัพท์มือถือลงอย่างมาก แต่สิ่งที่ต้องเห็นคือเมื่อชิปเหล่านี้มีการผสานรวมเข้าด้วยกันอย่างสูง จำเป็นต้องมีการย่อส่วนและการทำให้บางลง ในขณะที่ต้องแน่ใจว่าประสิทธิภาพตรงตามข้อกำหนด

จากบางแง่มุม การผลิตเมนบอร์ดของผลิตภัณฑ์นั้นยากยิ่งกว่า ในขณะเดียวกัน อินเทอร์เฟซภายนอกของ PCB บางอันจะรวมเข้ากับชิปได้ยาก และวิธีการเข้าถึง USB กลายเป็นปัญหา ในผลิตภัณฑ์ที่มีความน่าเชื่อถือสูงบางรายการมีการใช้งานน้อยกว่า ต้องพิจารณาต้นทุนของผลิตภัณฑ์และปัญหาความต้องการที่สอดคล้องกัน ดังนั้นในอนาคตอันยาวนานความต้องการ PCB แบบดั้งเดิมจะยังคงมีแนวโน้มเติบโต

อย่างไรก็ตาม สามารถสร้างภาพลวงตาได้ที่นี่ เนื่องจาก PCB ส่วนใหญ่ใช้เส้นตัวนำที่บรรจุฉนวน ในขณะที่ชิปใช้เซมิคอนดักเตอร์ ดังนั้น ไม่ว่าในอนาคตจะใช้เซมิคอนดักเตอร์เป็นวัสดุในการผลิตบอร์ด PCB ได้หรือไม่ แน่นอนว่าสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับราคาของวัตถุดิบ เช่นเดียวกับลักษณะอิมพีแดนซ์ของสัญญาณ ตลอดจนปัญหาทางกายภาพ เช่น ความทนทาน การกระจายความร้อน และการบิดเบี้ยว

แต่ถ้าสามารถรับรู้ได้ บอร์ด PCB นี้ที่ทำจากเซมิคอนดักเตอร์ก็สามารถถือเป็นชิปขนาด PCB ได้เช่นกัน

เมื่อพิจารณาจากตลาดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรม PCB ของจีนยังคงพัฒนาอย่างรวดเร็ว และด้วยการเกิดขึ้นของแอพพลิเคชั่นต่างๆ เช่น 5G รถยนต์พลังงานใหม่ และเทคโนโลยีการแสดงผลใหม่ ความท้าทายใหม่ๆ ได้เพิ่มขึ้นสำหรับ PCBs ในขณะเดียวกัน การเติบโตของอุตสาหกรรมได้สร้างความต้องการของนักออกแบบ PCB บุคคลที่สาม ด้วยการเชื่อมต่อโรงงานดั้งเดิมกับผู้ผลิต PCB ทำให้เกิดโซลูชันการผลิตจำนวนมากที่คุ้มค่าในที่สุด สำหรับว่าชิปจะมาแทนที่ PCB ในอนาคตหรือไม่ อย่างน้อยก็ไม่ใช่ในระยะสั้น และความต้องการยังคงเพิ่มขึ้น แต่ในระยะยาวแล้ว นวัตกรรมมากมายมาจากสมมติฐานที่กล้าได้กล้าเสีย