關(guān)于 PCB 行業(yè)典型 DFM 實(shí)踐的調(diào)研

西門(mén)子最近委托 Aberdeen Research 進(jìn)行了一項(xiàng)調(diào)研，主要內(nèi)容是調(diào)研北美和歐洲地區(qū)印刷電路板 (PCB) 行業(yè)的現(xiàn)狀，以了解 PCB 行業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)。這項(xiàng)調(diào)研涵蓋業(yè)內(nèi)正在實(shí)施的新技術(shù)，針對(duì)這些技術(shù)的相關(guān)時(shí)間表，以及如何利用可制造性設(shè)計(jì) (DFM) 策略和軟件幫助實(shí)現(xiàn)公司的總體目標(biāo)。總體而言，該調(diào)研結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在各種規(guī)模的公司和多個(gè)行業(yè)內(nèi)，OEM 公司業(yè)績(jī)與 DFM 軟件的使用之間存在可衡量的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

該調(diào)研涵蓋了 7 個(gè)重要行業(yè)的 OEM 公司，包括：工業(yè)、通信、汽車、計(jì)算機(jī)技術(shù)、消費(fèi)電子設(shè)備、醫(yī)療、航空航天與國(guó)防。公司規(guī)模從員工不足 100 人的小型公司到員工超過(guò) 5,000 人的大型企業(yè)，應(yīng)有盡有。該調(diào)研深入了解了各公司的工作流程、所應(yīng)用的技術(shù)和整體產(chǎn)品產(chǎn)出，然后將這些特性與他們使用的 DFM 流程和軟件帶來(lái)的收益聯(lián)系起來(lái)。

設(shè)計(jì)時(shí)間

除了與 DFM 部署的直接關(guān)系外，調(diào)研結(jié)果還為我們提供了有價(jià)值的行業(yè)概覽，展示了上述不同公司的平均設(shè)計(jì)周轉(zhuǎn)時(shí)間。設(shè)計(jì)流程的時(shí)間長(zhǎng)度分布驚人地均勻。受訪者被問(wèn)到：“從完成原理圖到生產(chǎn)制造，您的設(shè)計(jì)流程需要多長(zhǎng)時(shí)間？” 總體而言，無(wú)論公司的規(guī)模或服務(wù)的行業(yè)如何，我們發(fā)現(xiàn)平均每個(gè)設(shè)計(jì)花費(fèi)約 3 個(gè)月的時(shí)間。這包含了 PCB 設(shè)計(jì)和發(fā)布流程。從表面上看，這個(gè)時(shí)間感覺(jué)很短，不過(guò)，當(dāng)您開(kāi)始與設(shè)計(jì)人員交流時(shí)，在閑談中就能得到證實(shí)。您會(huì)發(fā)現(xiàn)，這些時(shí)間符合行業(yè)的現(xiàn)實(shí)情況。在此設(shè)計(jì)流程內(nèi)，您會(huì)在什么時(shí)候做出制造權(quán)衡決策呢？這份激進(jìn)的時(shí)間表強(qiáng)調(diào)必須將整個(gè)流程 “左移”。

圖1：從完成原理圖到生產(chǎn)制造，您的設(shè)計(jì)流程需要多長(zhǎng)時(shí)間？

圖 2：我們的行業(yè)調(diào)研顯示，從原理圖到 PCB 裝配，平均每個(gè)設(shè)計(jì)花費(fèi)約 3 個(gè)月的時(shí)間

設(shè)計(jì)決策必須盡早下達(dá)，這一點(diǎn)無(wú)可爭(zhēng)辯。我們的整體 PCB 材料選擇和 PCB 疊層結(jié)構(gòu)確定就是一個(gè)很好的例子。您會(huì)在設(shè)計(jì)流程的什么時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行疊層規(guī)劃？或許對(duì)您來(lái)說(shuō)，就像多數(shù)設(shè)計(jì)人員一樣，這項(xiàng)工作甚至不在這份時(shí)間表上——您已經(jīng)將它安排給您的制造商作為他們的一項(xiàng)任務(wù)，并等待制造商返回結(jié)果后，再將您的設(shè)計(jì)發(fā)送給制造商。當(dāng)然，這讓您不得不去修改已經(jīng)設(shè)計(jì)好的布線約束。

每年的設(shè)計(jì)數(shù)量

圖 3：與非 DFM 軟件用戶相比，使用 DFM 軟件的公司每年完成的 PCB 設(shè)計(jì)數(shù)量要多 49%

雖然大型公司每年會(huì)完成更多的 PCB 設(shè)計(jì)，但調(diào)研中仍不乏一些更深入和更有趣的趨勢(shì)。這些大型公司通常會(huì)使用嵌入式元件、HDI 等更先進(jìn)的技術(shù)來(lái)制造更復(fù)雜的電路板。但是，每年完成的 PCB 設(shè)計(jì)數(shù)量除了與公司的規(guī)模、設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和所服務(wù)的行業(yè)有關(guān)以外，還有一個(gè)關(guān)鍵的影響因素是該公司是否使用 DFM 軟件。

這是本次調(diào)研得出的重要收獲之一：對(duì)于這些一流的公司來(lái)說(shuō)，成功的 DFM 實(shí)踐是幫助完成整體設(shè)計(jì)周期的重要組成部分；從調(diào)研本身來(lái)看，收獲也是不言而喻的：DFM 有助于 PCB 設(shè)計(jì)人員和原始設(shè)備制造商實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)計(jì)要求；設(shè)計(jì)人員將 DFM 視為確保設(shè)計(jì)可靠性和降低生產(chǎn)成本的重要因素，這便是本次調(diào)研的兩大主要收獲。

DFM 是 PCB 設(shè)計(jì)的重要組成部分，它的使用對(duì)實(shí)踐 PCB 良好設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

結(jié)語(yǔ)

可制造性設(shè)計(jì)是一項(xiàng) PCB 設(shè)計(jì)的先進(jìn)實(shí)踐報(bào)告是 Aberdeen Group 對(duì)”2023 年度 PCB 設(shè)計(jì)先進(jìn)實(shí)踐”調(diào)研的一份總結(jié)，其中概括了 2023 年的行業(yè)和 DFM 總體狀況。它客觀地審視了在 PCB 設(shè)計(jì)流程中部署 DFM 的優(yōu)勢(shì)，結(jié)果證明通過(guò) DFM 檢查的項(xiàng)目更有機(jī)會(huì)按時(shí)、按質(zhì)量和按預(yù)算的完成。事實(shí)上，DFM 軟件的使用已然成為一流公司的重大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，它讓中小型企業(yè)也能與大型企業(yè)一爭(zhēng)高下。

在 Aberdeen 調(diào)研展示的 DFM 成功案例中，還有一個(gè)令人有些意外的結(jié)果，盡管調(diào)研結(jié)果證實(shí)了 DFM 的重要性，但仍只有不到一半的受訪對(duì)象部署了 DFM 軟件。這表示全球大多數(shù)OEM 依然存在有待開(kāi)發(fā)的巨大增長(zhǎng)潛力 [PM5]。那么，在您的設(shè)計(jì)流程中部署了 DFM 嗎？您有沒(méi)有利用制造商的知識(shí)來(lái)改進(jìn)您的產(chǎn)品？