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设计复杂度提升 但PCB设计师仍最关注成本问题

发布时间 :2017-08-11 19:23 阅读 : 来源 :技术文章责任编辑 :深圳宏力捷PCB设计部
随着印刷电路板(PCB)变得越来越快速与复杂,设计者们正开始因为讯号完整性、热和电磁干扰(EMI)等问题而大伤脑筋。但从‘EE Times 2006年EDA使用者调查’的结果来看,针对PCB部份的回应者均表示满足成本预算是他们最关注的重点。
 
该问卷调查显示,更复杂的电路板正逐渐取代简单的双层和四层板,至少在北美和亚洲都是如此。52%的北美回应者、39的欧洲回应者和56%的亚洲回应者都表示正从事5层或更多层的电路板设计。北美有1/4的设计者在设计中使用了9层或更多层的电路板。时脉速度已经很高而且还在提高中。在这方面,北美的PCB设计者较为超前,平均时脉速度目前为837MHz,预计将在两年内提高到1.43GHz。
 
本次印刷电路板调查问卷共有622位工程师回应,其中北美占379位、欧洲128位、亚洲98位。《EE Times》对其他部份的研究还包括晶片设计和FPGA设计。一般而言,目前的电子系统级设计大约包含三个PCB、两个FPGA和两个ASIC或ASSP。
 
有一半以上的北美和亚洲PCB设计者表示他们的公司外包了一部份的PCB设计,但大多数的外包工作都仍在各自的地理区内。对于EDA工具而言,电路板设计者通常对工具的准确性最为满意,但最不满意其价格和授权方式。
 
成本关切高居首位
在所有的三个地理区域中,最为关切的问题便是满足成本预算。55%的北美工程师称此问题‘非常严重’,其次则是讯号完整性问题(54%)。那么,随着电路板变得更加复杂,什么问题将变得更加严重呢?北美工程师则指向元件边缘变化率(component edge rate)和IC封装寄生。相较于2005年的调查,今年的调查结果显示工程师们对于讯号完整性、热/EMI和IC封装寄生的担忧程度大为提高。
 
欧洲工程师过去似乎对于讯号完整性日益恶化最为关切,但现在只有34%的欧洲设计者认为它‘非常严重’。亚洲工程师则说元件边缘变化率和IC封装寄生正慢慢地恶化。
 
亚洲工程师对于满足成本预算的关切也随着时间演变而减少,这或许是因为他们的EDA工具预算比其他地理区域成长得更快。一半的亚洲工程师指出,他们在2006年的EDA工具预算比北美的31%和欧洲的29%更为提高。
 
解决成本问题的一种方式是委外,53%的北美工程师、47%的欧洲工程师和52%的亚洲工程师指出,他们的公司已经将部份的电路板设计工作外包出去。在北美,布局和热/EMI分析是最常外包出去的工作。
 
与本次的IC调查工作一样,大多数的PCB委外工作并不在海外进行。高达91%的北美工程师表示他们的公司都在北美当地外包设计工作,而有18%的人则表示将工作外包到中国大陆/台湾,以及14%外包到印度(该项目为复选,因而总数超过100%)。同样地,欧洲公司常常将工作外包到欧洲,亚洲公司也多将工作外包到到亚洲。
 
PCB设计者满意度随地理区域变化而异
图1:PCB设计者满意度随地理区域变化而异
 
当然,图表撷取与布局等完善的工具是目前最常用的。但分析工具也正强劲登场。27%的北美工程师目前正使用热分析工具,另外29%预计在两年内使用。19%使用EMI相容性工具,另外29%预计在两年内使用。40%使用讯号完整性分析工具,另外24%也预计在两年内使用。
 
EMI分析工具在欧洲正迅速成长,目前有20%的工程师在使用,另外43%预计在两年内使用。而亚洲目前则有29%的工程师使用EMI分析工具,另外44%预计两年内使用。
 
针对各种类型的PCB工具进行评估时,回应者大多对于完善的工具非常满意,而对新兴的工具最不满意。例如,60%的北美工程师说他们对于图形撷取工具最为满意,只有35%的人对讯号完整性工具表示满意,34%则满意热/EMI分析工具。欧洲和亚洲的结果与之类似。
 
就工具特色来看,北美工程师和欧洲工程师对于准确度最为满意,而亚洲工程师把‘易于使用’排在首位。在所有地理区域中满意度最低的是拥有成本、购买成本、互通作业性和自动化。然而,相较于2005年,北美PCB设计者对大多数指标的满意度都大幅提高,而对大型设计的处理能力满意度却下滑。
 
对供应商的评价
OrCAD是北美和欧洲用户最普遍使用的PCB工具供应商,共有48%的工程师表示。Mentor Graphics公司在北美和欧洲位居第二,但在亚洲则以62%的评分居于榜首。按降幂顺序排列,北美设计者也提到了Cadence、Mathworks、Electronics Workbench、Agilent EEsof、Altium、Ansoft、Flomerics、Sigrity、Zuken和Valor等。Zuken公司在北美的市场占有率很低(3%)但在欧洲(14%)和亚洲(13%)却要高得多。成长幅度最快的是Agilent EEsof公司,去年有10%的回应者使用,今年已有17%。
 
对供应商的满意度方面,Mathworks公司在北美居于首位,67%表示他们对这家供应商‘非常’或‘有点’满意。然而,在亚洲则是Cadence居首位,欧洲是Ansoft领先。
 
与2005年相较,北美设计者对每一家PCB工具供应商的满意度都有所提高。提高幅度最大的是Ansoft,满意度从42%提升到55%。Agilent EEsof公司和Cadence公司在满意度方面也有两位数以上的提升。


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