關于 PCB 行業(yè)典型 DFM 實踐的調(diào)研

西門子最近委托 Aberdeen Research 進行了一項調(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)。這項調(diào)研涵蓋業(yè)內(nèi)正在實施的新技術，針對這些技術的相關時間表，以及如何利用可制造性設計 (DFM) 策略和軟件幫助實現(xiàn)公司的總體目標?？傮w而言，該調(diào)研結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在各種規(guī)模的公司和多個行業(yè)內(nèi)，OEM 公司業(yè)績與 DFM 軟件的使用之間存在可衡量的關聯(lián)關系。

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

設計時間

除了與 DFM 部署的直接關系外，調(diào)研結(jié)果還為我們提供了有價值的行業(yè)概覽，展示了上述不同公司的平均設計周轉(zhuǎn)時間。設計流程的時間長度分布驚人地均勻。受訪者被問到：“從完成原理圖到生產(chǎn)制造，您的設計流程需要多長時間？” 總體而言，無論公司的規(guī)模或服務的行業(yè)如何，我們發(fā)現(xiàn)平均每個設計花費約 3 個月的時間。這包含了 PCB 設計和發(fā)布流程。從表面上看，這個時間感覺很短，不過，當您開始與設計人員交流時，在閑談中就能得到證實。您會發(fā)現(xiàn)，這些時間符合行業(yè)的現(xiàn)實情況。在此設計流程內(nèi)，您會在什么時候做出制造權衡決策呢？這份激進的時間表強調(diào)必須將整個流程 “左移”。

圖1：從完成原理圖到生產(chǎn)制造，您的設計流程需要多長時間？

圖 2：我們的行業(yè)調(diào)研顯示，從原理圖到 PCB 裝配，平均每個設計花費約 3 個月的時間

設計決策必須盡早下達，這一點無可爭辯。我們的整體 PCB 材料選擇和 PCB 疊層結(jié)構確定就是一個很好的例子。您會在設計流程的什么時間節(jié)點進行疊層規(guī)劃？或許對您來說，就像多數(shù)設計人員一樣，這項工作甚至不在這份時間表上——您已經(jīng)將它安排給您的制造商作為他們的一項任務，并等待制造商返回結(jié)果后，再將您的設計發(fā)送給制造商。當然，這讓您不得不去修改已經(jīng)設計好的布線約束。

每年的設計數(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 設計數(shù)量要多 49%

雖然大型公司每年會完成更多的 PCB 設計，但調(diào)研中仍不乏一些更深入和更有趣的趨勢。這些大型公司通常會使用嵌入式元件、HDI 等更先進的技術來制造更復雜的電路板。但是，每年完成的 PCB 設計數(shù)量除了與公司的規(guī)模、設計的復雜性和所服務的行業(yè)有關以外，還有一個關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：對于這些一流的公司來說，成功的 DFM 實踐是幫助完成整體設計周期的重要組成部分；從調(diào)研本身來看，收獲也是不言而喻的：DFM 有助于 PCB 設計人員和原始設備制造商實現(xiàn)相關設計要求；設計人員將 DFM 視為確保設計可靠性和降低生產(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 設計的重要組成部分，它的使用對實踐 PCB 良好設計至關重要。

結(jié)語

可制造性設計是一項 PCB 設計的先進實踐報告是 Aberdeen Group 對”2023 年度 PCB 設計先進實踐”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 設計流程中部署 DFM 的優(yōu)勢，結(jié)果證明通過 DFM 檢查的項目更有機會按時、按質(zhì)量和按預算的完成。事實上，DFM 軟件的使用已然成為一流公司的重大競爭優(yōu)勢，它讓中小型企業(yè)也能與大型企業(yè)一爭高下。

在 Aberdeen 調(diào)研展示的 DFM 成功案例中，還有一個令人有些意外的結(jié)果，盡管調(diào)研結(jié)果證實了 DFM 的重要性，但仍只有不到一半的受訪對象部署了 DFM 軟件。這表示全球大多數(shù)OEM 依然存在有待開發(fā)的巨大增長潛力 [PM5]。那么，在您的設計流程中部署了 DFM 嗎？您有沒有利用制造商的知識來改進您的產(chǎn)品？