Los chips de grado industrial necesitan adaptarse a entornos hostiles y enfatizar la estabilidad y la fiabilidad; los chips de grado de consumo se centran en el equilibrio entre rendimiento y coste, y buscan la miniaturización y la alta integración. Su diseño y cableado de PCB son los siguientes:

1. Objetivos de diseño y fiabilidad
Chips de grado industrial
Adaptabilidad ambiental: Necesitan soportar temperaturas extremas (-40°C a 85°C), alta humedad, vibraciones e interferencias electromagnéticas, y la vida útil del diseño es superior a 10 años.
Estándares de prueba: Pasan pruebas rigurosas como ciclos térmicos, pruebas de humedad, vibraciones e impactos, y siguen especificaciones de la industria como IEC 60730.
Chips de grado de consumo
Adaptabilidad ambiental: Aplicables a temperaturas convencionales (0°C a 70°C), con una vida útil de diseño de 3-5 años.
Estándares de prueba: Principalmente verificación funcional y pruebas de estrés, centrándose en el rendimiento y la compatibilidad.

2. Selección de materiales
Chips de grado industrial
Sustrato: Se prefiere el uso de FR-4 de alto valor Tg, sustrato cerámico o poliimida resistente a altas temperaturas para mejorar la resistencia mecánica y la resistencia al calor.
Conductividad térmica: Se utiliza un sustrato de aluminio o un sustrato cerámico para mejorar la eficiencia de la disipación de calor en escenarios de alta potencia.
Chips de grado de consumo
Sustrato: Principalmente FR-4 estándar, algunos productos de gama alta utilizan FR-4 de alta conductividad térmica o película de grafeno para optimizar la disipación de calor.
Orientado a los costes: La selección de materiales debe equilibrar el rendimiento y el coste para evitar el sobrediseño.

3. Estrategia de cableado
Chips de grado industrial
División regional: Separar estrictamente las áreas digitales, analógicas y de señales sensibles para reducir las interferencias.
Señales clave: La alimentación, el reloj de alta velocidad, etc. tienen prioridad para el cableado, y se utilizan líneas anchas y líneas radiales de alimentación/tierra.
Diseño anti-interferencias: Se utiliza tratamiento de puesta a tierra, dispositivos de estrangulamiento de alta frecuencia y capas de blindaje multicapa para mejorar la integridad de la señal.
Chips de grado de consumo
Integración de alta densidad: Se utilizan esquinas de 45° y cableado vertical entre capas para optimizar la utilización del espacio.
Coincidencia de longitud igual: Las señales de alta velocidad como DDR tienen la misma longitud a través del enrutamiento en serpentina para garantizar la sincronización de la temporización.
Diseño simplificado: Las medidas anti-interferencias son relativamente básicas y dependen del rendimiento del propio dispositivo.

4. Diseño térmico
Chips de grado industrial
Estructura de disipación de calor: PCB de núcleo metálico, vías de disipación de calor y tecnología de puente térmico para garantizar un funcionamiento estable a largo plazo.
Gestión térmica: optimizar la estructura de apilamiento, aumentar el grosor del cobre y el área de disipación de calor, y evitar el sobrecalentamiento local.
Chips de grado de consumo
Diseño ligero y delgado: se basan en la disipación de calor natural o en pequeños ventiladores, y utilizan materiales de relleno térmico y películas de grafeno.
Limitaciones de espacio: El diseño de disipación de calor está limitado por el tamaño del dispositivo y necesita equilibrar el rendimiento y el volumen.

5. Mantenibilidad y escalabilidad
Chips de grado industrial
Diseño modular: admite ranuras de expansión estándar e interfaces modulares para facilitar el mantenimiento y las actualizaciones.
Suministro a largo plazo: El diseño debe considerar un ciclo de vida de más de 10 años para garantizar la reemplazabilidad de los componentes.
Chips de grado de consumo
Prioridad de integración: escalabilidad limitada, solo admite interfaces estándar como USB y HDMI.
Iteración rápida: ciclo de diseño corto, centrándose en la innovación funcional y el control de costes.

6. Coste y producción
Chips de grado industrial
Coste más elevado: debido a los materiales especiales, las pruebas estrictas y el soporte de ciclo de vida prolongado, el coste es significativamente superior al de los de consumo.
Proceso de producción: El grado de automatización puede ser bajo, y se requieren procesos personalizados para cumplir con los requisitos de fiabilidad.
Chips de grado de consumo
Sensibilidad al coste: Reducir los costes a través de la producción a gran escala y el diseño estandarizado, y buscar la rentabilidad.
Fabricación eficiente: La línea de producción tiene un alto grado de automatización y responde rápidamente a la demanda del mercado.