德賽西威總部位于中國惠州，在德國、日本、新加坡、西班牙、美國等國家/地區(qū)設有研發(fā)分公司和子公司，是中國最大的汽車電子企業(yè)之一。德賽西威的核心業(yè)務主要集中在智能座艙、智能駕駛和智能服務三大先進汽車電子領域的高效整合。憑借38年的專業(yè)積累，德賽西威在研發(fā)、設計、質量管理和智能制造領域均有出色表現(xiàn)。

面對全球經濟挑戰(zhàn)和激烈競爭，德賽西威矢志不渝地將年收入的近 10% 投入到研發(fā)中。這項投資推動了產品和技術的持續(xù)發(fā)展，助力德賽西威躋身技術領先企業(yè)行列。憑借領先的技術和安全可靠的供應系統(tǒng)，德賽西威贏得了全球客戶的長期信任，這些客戶包括吉利、理想汽車、豐田、大眾、沃爾沃等汽車制造商。憑借一貫的創(chuàng)新和市場領導地位，德賽西韋連續(xù)多年榮登《汽車新聞》雜志全球汽車零部件供應商百強榜，2024 年排名第 74 位。

業(yè)務挑戰(zhàn)

? 應對快速發(fā)展的汽車電子和智能駕駛系統(tǒng)的需求

? 設計周期更短，設計修改更頻繁

? 符合嚴格的電磁兼容性 (EMC) 標準

成功的關鍵

? 將自動化 DFM 分析流程前移

?統(tǒng)一設計管理和驗證

?推動技術創(chuàng)新

?減少人為錯誤，及早發(fā)現(xiàn) DFM 問題

收益

? 將因 DFM 問題導致的設計改版次數(shù)減少 95%

?將工程詢問 (EQ) 次數(shù)減少 26%

?將制造問題的發(fā)生概率從 0.84%降至 0.08% 以下

?提高設計質量和性能

?降低生產成本，加快產品發(fā)布速度

?提高生產效率并增強團隊合作

01汽車 PCB 設計面臨的隱憂

德賽西威研發(fā)團隊的目標是不斷推動技術創(chuàng)新，提高產品質量和性能，滿足快速發(fā)展的汽車電子和智能駕駛系統(tǒng)需求。

這在很大程度上是為了應對汽車市場電子產品面臨的爆炸式增長及其呈現(xiàn)的鮮明特征，即快速的技術進步、激烈的產品競爭和日新月異的國際標準和法規(guī)。

隨著汽車產品逐漸變得跟智能手機一樣智能，開發(fā)周期顯著縮短（2023年相較于2022 年縮短了22.17%），產品復雜性也大幅增加（2023年相較于2022年增加了49.8%）。每次設計變更都會耗費大量的人力和物料資源，更會對開發(fā)時間和成本產生重大影響。

汽車產品的快節(jié)奏迭代和更新導致設計周期變短，設計變更更加頻繁，并要求德賽西威研發(fā)團隊密切關注領先技術的發(fā)展趨勢，不斷強化他們的技術專長。

很顯然，在這個競爭激烈的市場，唯有持續(xù)不斷地創(chuàng)新、提高產品性能并改善用戶體驗，企業(yè)才能保持競爭優(yōu)勢。與此同時，由于不同國家和地區(qū)在汽車電子產品領域具有不同的標準和法規(guī)，如何確保德賽西威的產品符合當?shù)厥袌龅囊螅@一課題給研發(fā)團隊提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。

02復雜的設計和嚴格的要求

帶來了諸多挑戰(zhàn)

在工程層面，這些挑戰(zhàn)脈絡相連，凸顯了汽車電子系統(tǒng)的若干重要方面，影響著德賽西威工程團隊所需創(chuàng)建的電路板的特征。

功能多樣性

現(xiàn)代汽車配備了各種電子系統(tǒng)，如車載顯示系統(tǒng)、空調控制系統(tǒng)、車載娛樂系統(tǒng)和智能駕駛系統(tǒng)。每個系統(tǒng)都需要相應的控制和數(shù)據(jù)處理 PCB。

高性能要求

汽車 PCB 必須達到高性能和穩(wěn)定性標準，能夠在惡劣的車內環(huán)境條件，如高溫、高濕度和高振動條件下正常運作。這需要運用高質量的材料和制造工藝。

安全考量

汽車 PCB 的設計必須優(yōu)先考慮安全性，特別是與關鍵車輛系統(tǒng)相關的電路板，如儀表顯示系統(tǒng)和智能駕駛系統(tǒng)，必須穩(wěn)定可靠，確保汽車安全運行。

互連要求

隨著現(xiàn)代汽車的智能化和與外部系統(tǒng)的互連程度越來越高，需要的通信接口和控制功能越來越多，導致電路板的連接和集成越來越復雜。

德賽西威實現(xiàn)了智能座艙、智能駕駛和智能服務汽車技術的高效整合。

一些技術和物理因素更是增加了汽車電子系統(tǒng)設計的嚴苛性，也給研發(fā)團隊帶來了更多挑戰(zhàn)。

汽車面臨的惡劣環(huán)境條件通常包括高溫和低溫、高濕度及持續(xù)的振動，所有這些都會對 PCB 設計構成挑戰(zhàn)。設計人員需要選擇耐高溫和耐振動的材料，并且必須采取有效措施防止水分和灰塵損壞電子元器件。

汽車電子設備需要滿足嚴格的電磁兼容性 (EMC) 標準，避免與其他車載系統(tǒng)或無線通信發(fā)生電磁干擾 (EMI)。設計人員需要在 PCB 布局和布線，如差模信號的接地規(guī)劃和布線中采取特殊措施，以確保整體 EMI/EMC 性能。

汽車電子系統(tǒng)的可靠性至關重要，因為任何故障都可能導致嚴重事故。PCB 設計人員必須兼顧元器件的熱穩(wěn)定性、防松脫螺絲的設計、連接器的可靠性等諸多因素，確保系統(tǒng)在高壓、高溫和高濕度等極端條件下仍能保持穩(wěn)定可靠的性能。

汽車的內部空間有限，這意味著電子系統(tǒng)需要在有限的空間整合大量功能和組件。這需要最大化 PCB 的功能性。PCB 設計人員需要密切關注 layout 邏輯和布線優(yōu)化，力求在分配的空間內實現(xiàn)理想性能。

現(xiàn)代汽車中的許多電子系統(tǒng)都需要高速數(shù)據(jù)傳輸。這包括雷達、攝像頭和通信系統(tǒng)。因此，PCB 設計人員需要充分考慮高速信號的完整性和抗干擾能力，并在線寬、電平設計、阻抗控制等方面采用合適的技術。

03DFM 自動化分析流程前移

隨著汽車產品智能化程度的提高，電路板的集成度增加，導致設計變得越來越復雜。這些復雜的電路板可能多達 16 層，單板面積超過一張 A4 紙，高速信號頻率達到 10 GHz 或更高，單塊板上就有 3 萬多個管腳和走線。因此，單憑使用傳統(tǒng)的人工 DFM 分析，不僅非常耗時而且極易出錯。

由于亟需改進 PCB 設計團隊和制造團隊的 DFM 審查流程，德賽西威采用了由西門子 Xpedition DFM 提供的自動化 DFM 流程。

德賽西威團隊將 Xpedition DFM 前移到設計過程中，在其設計流程的多個關鍵節(jié)點使用該工具進行 DFM 分析。

在使用 Xpedition DFM 時，layout 團隊可以選擇預設的 DFM 規(guī)則，并直接在 Xpedition layout 環(huán)境中運行自動分析。在 Xpedition layout 設計規(guī)則檢查 (DRC) 界面中可以直接查看分析結果。

Xpedition DFM 將 DFM 驗證前移，以便及早解決 DFM 問題。

通過在 layout 階段運行 Xpedition DFM，可以及早發(fā)現(xiàn)與 layout 相關的 DFM 問題，從而及時做出調整和優(yōu)化。完成布線后，可以使用 Xpedition DFM 進行 DFM 分析，以修改和優(yōu)化布線細節(jié)。經過審查和優(yōu)化后，在將設計交付制造之前，通過運行 Valor NPI 進行最后一次 DFM 分析，最終確認設計數(shù)據(jù)。

通過在設計流程前移 DFM 分析，Xpedition DFM 有助于及早發(fā)現(xiàn)和解決 DFM 問題，從而將 DFM 問題導致的設計變更次數(shù)大幅減少了 95%！

德賽西威表示，使用Valor NPI 并行 DFM 方案 (Xpedition DFM) 有兩大優(yōu)勢。

“Xpedition DFM 允許我們將不同部門的 DFM 規(guī)則結構化并整合到一個自動化流程中，實現(xiàn)了統(tǒng)一的設計管理和驗證。因此可以清晰地識別不符合 DFM 規(guī)范的項目。此外，Xpedition DFM 還支持進一步的規(guī)則定制，使我們能夠將大多數(shù)現(xiàn)有的 DFM 規(guī)則整合到 Xpedition DFM 的自動檢查清單中，讓不符合 DFM 規(guī)范的項目無從遁形，也方便我們及時采取行動。”

“在制造團隊進行審查之前，PCB 工程師可以在 PCB 設計階段進行 DFM 分析。由于能夠及早發(fā)現(xiàn)和糾正問題，因而大幅提高了產品開發(fā)效率并縮短了研發(fā)周期。”

Valor 零件庫用于對元件引腳在焊盤上的虛擬裝配進行 3D 建模，以確保焊點質量。

04Xpedition DFM 還幫助

德賽西威團隊完成了關鍵任務

提高設計質量

利用自動化分析可以及時識別和糾正 PCB 設計中的潛在問題和錯誤，并確保符合制造標準和要求，從而提高設計質量。

降低生產成本

自動化分析有助于避免設計中出現(xiàn)制造問題或錯誤，并可減少后期校正和返工的需要，從而降低生產成本。

加快產品發(fā)布速度

自動化分析允許快速識別和及時糾正設計問題，這可以加快產品的開發(fā)和生產周期，從而加快產品發(fā)布速度。

提高生產效率

自動化分析幫助工程師快速識別和解決設計問題，從而減少手動故障排除和驗證所花費的時間，并提高了生產效率。

減少人為錯誤

自動化分析可在設計階段識別并修復設計錯誤，從而減少人為因素對產品質量的影響，并提高了產品的穩(wěn)定性和可靠性。

增強團隊合作

自動化分析允許團隊成員共享設計文檔和分析結果，有利于促進更好的協(xié)作和溝通，從而提高團隊合作的效率和質量。

提高客戶滿意度

自動化分析可以確保設計符合客戶的需求和標準，從而提高了產品質量和可靠性以及客戶滿意度。

Xpedition DFM 還將 PCB 供應商的工程詢問 (EQ) 數(shù)量減少了 26%，而且顯著降低了試生產或 NPI 期間出現(xiàn)制造問題的可能性。

使用 Xpedition DFM 后，裝配問題的平均發(fā)生率從 0.84% 降至 0.08% 以下。

“自動化 PCB DFM 分析可以為我們的項目和公司帶來諸多益處，包括提高設計質量、降低生產成本、縮短產品發(fā)布時間、提高生產效率、減少人為錯誤、增強團隊合作和提高客戶滿意度。這些優(yōu)勢有助于任何公司在競爭激烈的市場中保持競爭力并取得成功。”

Xpedition DFM 流程的諸多好處促使最初使用者踴躍分享該工具帶來的優(yōu)勢，德賽西威同時向其他團隊也推薦了 Xpedition DFM 流程。

德賽西威團隊的工作重點是為汽車市場提供安全、舒適、高效的出行解決方案和服務。