L'essor du marché des circuits imprimés pour l'automobiles: les conséquences pour les concepteurs

Vous vous rappelez du « duo dynamique » de votre jeunesse ? Mon ami et moi, on se déguisaient toujours en Batman et Robin. Moi j'étais Batman, bien sûr. Enfin, un Batman sans Batmobile et avec une ceinture faite-maison - pas étonnant que je n'arrivais pas à convaincre les filles de devenir ma Catwoman. Aux yeux des ingénieurs, la Batmobile est un duo dynamique un peu différent, qui gagne du terrain avec les avancées technologiques en matière de voitures et de circuits imprimés. Avant, le luxe dans une voiture, c'était les sièges chauffants ; maintenant c'est un circuit imprimé qui conduit à votre place et un tableau de bord à écran LED 17 pouces. 

C'est dommage, personne n'a encore intégré de moteur à réaction dans une voiture. Compte tenu de l'essor du marché des circuits imprimés pour l'automobile, le concepteur moderne doit réfléchir à créer des circuits capables de prendre en charge les fonctionnalités de base et de luxe dans les véhicules connectés. Il doit aussi se préparer à maîtriser des techniques de conception ultra-modernes, comme le sont le flex-rigide et HDI, afin de satisfaire les besoins du secteur automobile.

Un marché dynamique en plein essor

Pardi Batman ! Ce marché se développe si rapidement qu'il va exploser ! Le marché des voitures connectées est en plein essor, et le marché des circuits imprimés automobiles lui emboîte le pas. Cela signifie que, bientôt, vous allez concevoir autant de circuits imprimés pour les voitures que pour l'Internet des objets.

Les voitures du futur étaient réservées aux millionaires et aux superhéros de bandes dessinées, ou aux héros millionaires de bandes dessinées. Aujourd'hui, tout le monde en veut une. On estime que d'ici à 2020, 75 % des voitures seront connectées. Cela représente environ 250 000 000 de voitures connectées sur les routes. Avec une grande partie de véhicules modernes utilisant plus de 70 microprocesseurs, c'est une énorme quantité de circuits imprimés qui vont devoir être conçus.

Non seulement, les voitures modernes ont besoin de nombreux circuits imprimés, elles sont aussi prêtes à mettre le prix qu'il faut. En 2015, plus de 50 % du prix d'une voiture était constitué d'électroniques. Ce chiffre est proche de 70 % en 2017. Les dépenses dans les véhicules évoluent pour passer du métal aux microcontrôleurs. Il y a de l'argent à gagner.

Fonctionnalités des voitures connectées

Au fil des époques, la Batmobile a été équipée de toute une sorte de gadgets, allant des écrans de fumée aux fusées. La voiture d'aujourd'hui dispose d'un large éventail de fonctionnalités conçues pour attirer les consommateurs et supporter les contrôles réglementaires plutôt que pour combattre les bandits. Les fonctionnalités que vous devrez concevoir se classent dans cinq domaines : le moteur, la transmission, la carrosserie, le système d'infodivertissement et la puissance.

Moteur et transmission : Les processus, vous ne les voyez pas, mais ce sont eux qui font fonctionner votre véhicule. Les pistons, bougies d'allumage, différentiels, transmission : je connais tout ça, sans vraiment savoir comment ça fonctionne. Les systèmes électroniques qui gouvernent ces systèmes sont soumis à des contrôles de sécurité rigoureux, alors préparez-vous à un casse-tête. D'ici à 2020, les parts de marché combinées des circuits imprimés des moteurs et transmissions sont estimées à 4 milliards de dollars. Je crois que je pourrais bien me plonger dans les exigences réglementaires pour une somme comme celle-là.

La carrosserie : L'électronique de carrosserie correspond à des composants tels que les portes automatiques bien pratiques des voitures Tesla, ou les systèmes d'insonorisation, ainsi que les sièges chauffants, ennemis jurés de Mister Freeze. D'ici à 2020, il est estimé que ces composants auront une valeur proche des 3 milliards de dollars.

L'infodivertissement : À mon époque, on montait un minuscule poste de TV contenant un lecteur vidéo pour regarder des films dans la voiture. De nos jours, les enfants ont chacun leur propre écran intégré aux sièges. En concevant des circuits imprimés pour ce type de système, vous pourriez permettre à des enfants du monde entier de regarder Batman et Robin. D'ici à 2020, le marché des circuits imprimés pour l'infodivertissement est estimé à pas moins de 1 milliard de dollars.

La puissance : Le dernier domaine, et non des moindres, concerne les circuits de puissance, le clou de ce secteur industriel. Si personne ne connaît exactement le rythme de développement du marché des voitures électriques, l'on sait que c'est un marché en pleine croissance. À mesure que le coût des batteries diminue et que les densités énergétiques augmentent, l'on peut s'attendre à voir de plus en plus de voitures propulsées à l'électricité. Cela signifie que les concepteurs comme vous seront recherchés pour fabriquer les systèmes de gestion des batteries, les circuits de chargement, et d'autres, dans ce marché d'une valeur estimée à 800 millions de dollars.

Techniques de conception du futur

Les voitures du futur ont malheureusement besoin de circuits imprimés du futur, ce qui, pour vous, signifie l'apprentissage de techniques de conception nouvelle génération. Avec la quantité de circuits imprimés et de câbles devant déjà être intégrés dans les voitures, les fabricants n'ont plus de place à l'intérieur des véhicules. Comment résoudre ce problème ? Les petits circuits imprimés qui peuvent s'insérer partout, c'est-à-dire les HDI (high density interconnect) et le flex rigide. Les exigences EMI dans les véhicules, vous imposent la maîtrise de la conception EMI.

Même si vous n'aimez pas apprendre ces techniques nécessaires pou réduire la taille des circuits imprimés, les fabricants automobiles vont adorer que vous leur fournissiez des cartes HDI à taille réduite. Afin de bien maîtriser les HDI, vous devez connaître tout une gamme de types de vias et de stratégies efficaces.

Si vous voulez coincer un circuit imprimé dans un espace caché du véhicule, il est à parier que celui-ci devra être flexible. Vous n'allez pas précipiter votre voiture dans la Batcave, mais les nid-de-poules et ralentisseurs vont exercer des forces sur vos circuits. Un circuit imprimé flexible tiendra le coup.

Cet article sur les circuits imprimés n'en serait pas un si je n'abordai pas mon thème préféré l'EMI. Les voitures sont des systèmes semi-fermés, et en tant que tels, ils sont soumis à des exigences EMI strictes. Cela signifie que vous devrez penser à des choses telles que le routage des paires différentielles, une mise à la masse efficace, et la séparation des signaux AC/DC.

Que faire à présent ?

Avec les systèmes électroniques des voitures d'aujourd'hui vous vous sentez peut-être comme un millionaire en puissance. Simplement, quelqu'un qui veut conquérir ce marché. Si vous souhaitez tirer profit de l'industrie des circuits imprimés dans l'automobile en plein essor, alors vous devez connaître l'ennemi. Repérez les différents systèmes et fonctionnalités, et concentrez-vous sur le type de circuit que vous souhaitez créer. Ensuite, vous pourrez parfaire vos techniques de conception afin de satisfaire aux exigences industrielles de ce secteur.

Pour faire tout ceci dans un temps optimisé, vous allez avoir besoin d'un bon logiciel capable de vous aider. CircuitStudio est à la pointe de la technologie de conception et dispose de documentations pour vous aider à maîtriser ses fonctionnalités les plus avancées.

Vous avez d'autres questions pour construire la Batmobile ? Appelez un expert Altium.