林金堵
CPCA顧問 本刊主編
PCB工業(yè)的發(fā)展與進步主要是受世界主導(dǎo)經(jīng)濟而決定(制約)著的,也就是說,當前和今后的世界主導(dǎo)經(jīng)濟——知識經(jīng)濟的狀況將決定著PCB工業(yè)的發(fā)展與進步!盡管世界經(jīng)濟多次反復(fù)的波動(經(jīng)濟危機、特別是2008年發(fā)生的金融海嘯,至今還處在緩慢“復(fù)蘇”之中)會給PCB工業(yè)帶來市場和生產(chǎn)上的很大起落變化。但是,當今世界的主導(dǎo)經(jīng)濟——知識經(jīng)濟仍然沒有改變,這意味著PCB工業(yè)仍將繼續(xù)大力(特別是PCB生產(chǎn)工業(yè)技術(shù)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和升級等)向前發(fā)展著。正如90年代以來發(fā)生的幾次經(jīng)濟危機給PCB產(chǎn)業(yè)帶來波動那樣,但是危機過后,便是PCB工業(yè)發(fā)展的新機遇,使PCB技術(shù)和產(chǎn)品帶來新調(diào)整、新升級和新發(fā)展!相信,這次“金融海嘯”中也是正在“醞釀”著新一輪PCB工業(yè)的發(fā)展與進步!
從目前和今后相當長的時間看,推動世界經(jīng)濟發(fā)展的最活躍的主導(dǎo)經(jīng)濟仍然是“知識經(jīng)濟”。近代人類歷史的經(jīng)濟發(fā)展過程大概可分為三大階段:農(nóng)業(yè)經(jīng)濟;工業(yè)經(jīng)濟;知識經(jīng)濟。如表1所示。
盡管,目前的知識經(jīng)濟主要是體現(xiàn)在發(fā)達國家上,它們的GDP(國民經(jīng)濟總值)值中的科技因素(知識)貢獻值達到60-80%之多,而發(fā)展中國家的GDP值僅在20%~40%之間。這就是說,占世界80%以上人口的發(fā)展中國家也正在開始向著“知識經(jīng)濟”的方向快速發(fā)展著。同時,發(fā)達國家仍然會在知識經(jīng)濟的“縱”、“深(橫)”方向繼續(xù)發(fā)展。這些因素,必然會快速推動知識經(jīng)濟及其基礎(chǔ)工業(yè)(電子工業(yè)、PCB工業(yè))持續(xù)快速向前發(fā)展!這個向前走的方向是不會改變的、步伐是不會停止的!
表1 人類歷史的經(jīng)濟發(fā)展過程
PCB的功能主要是起著集成(焊接、連接和埋嵌等)各種元(組)件和傳輸信號等作用,是電子產(chǎn)品中的“航空母艦”。因此,元(組)件的集成度、組裝技術(shù)或埋嵌技術(shù)和傳輸信號特性等的發(fā)展將成為推動PCB產(chǎn)品發(fā)展的主要和直接動力。
從目前來看,PCB高密度化還是跟不上集成電路集成度的發(fā)展,如表2所示。
從表2中可看出,到2010年底,能夠生產(chǎn)10μm的線寬/間距(L/S)的PCB產(chǎn)品是十分困難的,能夠生產(chǎn)50μm的線寬/間距的產(chǎn)品就不錯了!盡管已能生產(chǎn)20μm的線寬/間距的產(chǎn)品了,但為數(shù)極少!這就是說,PCB的高密度化發(fā)展速度已經(jīng)跟不上元件集成度的發(fā)展要求了,或者說還必須加快PCB的高密度化的發(fā)展!
表2
近20多年來,組裝技術(shù)有長足的進步,要求PCB產(chǎn)品高密度化發(fā)展,如表3所示。
近10多年來,由于電子產(chǎn)品的信號傳輸高頻化和高速數(shù)字化,在PCB具有高密度化的同時,還必須進行“特性阻抗值控制”等要求。
2.3.1 信號高頻化的發(fā)展
100K→1M→10M→100M→1G→10G→100G→200G→500G→1000G→
表3
2.3.2 PCB走向高密度化和精細化發(fā)展
即微小孔、精細導(dǎo)線、介質(zhì)均勻薄型和高多層化,并要求具有特性阻抗值、RFI和EMI等的控制。
2.3.3 PCB結(jié)構(gòu)復(fù)雜化發(fā)展
常規(guī)通孔結(jié)構(gòu)—→埋/盲孔結(jié)構(gòu)—→HDI/BUM結(jié)構(gòu)—→集成(埋入)元件結(jié)構(gòu)—→印制(薄膜)電子—→光-電線路結(jié)構(gòu)—→光線路結(jié)構(gòu)。
2.3.4 PCB品種(類型)多樣化發(fā)展
常規(guī)PCB板—→高密度互連PCB板、特種PCB板—→印制(薄膜)電子類—→光-電路板—→光路板。
從全球PCB產(chǎn)品狀態(tài)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上看,目前PCB產(chǎn)品可歸納成五大類型,其情況如表4所示。
這些產(chǎn)品的主次、比率和附加值等會隨著時間的推移而發(fā)生變化,但它們還會長期共存下去。
盡管改革開放30多年來使我國PCB工業(yè)從小到大走上了世界產(chǎn)量首位、產(chǎn)值第一的大國,但是仍然屬于中、低檔產(chǎn)品為主體的“勞動密集型”的產(chǎn)業(yè)。同時,我國PCB工(產(chǎn))業(yè)和其它工(產(chǎn))業(yè)一樣,面臨著發(fā)達國家走過的“劉易斯轉(zhuǎn)變點”——無限提供勞動力到有限提供勞動力變化的問題,在這種情況下。我國PCB工業(yè)要積極應(yīng)對:轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式提高生產(chǎn)效率;進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化升級;創(chuàng)新生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品體系等,使我國PCB工業(yè)從生產(chǎn)大國走向生產(chǎn)強國!
表4 目前全球PCB產(chǎn)品類型與結(jié)構(gòu)
我國PCB工業(yè)經(jīng)過30年來的發(fā)展與進步,已經(jīng)發(fā)展到超越百萬產(chǎn)業(yè)大軍,2010年已經(jīng)開始遇到“招工難”、“用人荒”的問題,甚至出現(xiàn)由過去“老板挑人”到現(xiàn)在“人挑老板”的現(xiàn)象。這是無限提供勞動力到有限提供勞動力變化的重要標志!也意味著產(chǎn)業(yè)發(fā)展要轉(zhuǎn)型問題。
目前,我國勞動力的情況:廣大農(nóng)村“剩余”勞動力正在逐年減少著;國家和地方政府的政策向廣大西部和農(nóng)村傾斜;適齡的勞動力(以“獨生子女”為主體的“80”和“90”后人群)在減少、老年化在加速;農(nóng)業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、服務(wù)業(yè)等迅速發(fā)展。
總之,過去我國PCB產(chǎn)業(yè)的狀大和發(fā)展主要是依靠廣大農(nóng)村的“剩余勞動力”,而現(xiàn)在上述等多種原因,廣大農(nóng)村和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的“剩余勞動力”正在加速減少……。這些跡象都表明,我國的經(jīng)濟和PCB產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)迅速走向或接近“劉易斯轉(zhuǎn)變點”了,真正出現(xiàn)由“老板”挑選“打工仔”變成“打工仔”挑選“老板了”,或者說出現(xiàn)“勞動力不足”的局面。
從發(fā)達國家歷史和目前我國正在出現(xiàn)的情況上看,走向“劉易斯轉(zhuǎn)變點”后,發(fā)展經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)時,主要會遇到的問題:勞動力不足、出現(xiàn)“用工荒”;工資明顯上漲、原輔材料價格提升;勞動密集型產(chǎn)品生產(chǎn)成本明顯提高、企業(yè)利潤明顯下降,甚至達到“無利可圖”的地步。很顯然,“劉易斯轉(zhuǎn)變點”將給勞動密集型企業(yè)(產(chǎn)品)帶來生存的挑戰(zhàn)!
當PCB產(chǎn)業(yè)走向“劉易斯轉(zhuǎn)折點”時,正確應(yīng)對的是:轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式提高生產(chǎn)率;產(chǎn)品優(yōu)化升極和結(jié)構(gòu)調(diào)整;創(chuàng)新生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品體系。實質(zhì)上是把“勞動密集型”產(chǎn)品轉(zhuǎn)變到提高生產(chǎn)率和高附加值的產(chǎn)品上(產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升極)。主要做法有如下幾種辦法。
4.3.1 轉(zhuǎn)移生產(chǎn)基地存在問題
把“勞動密集型”或附加值低的產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到相對“勞動力充足”和“低工資”的地方或發(fā)展中國家(外國)去,發(fā)達國家就是這樣做的。如20世紀80年代的歐美、日本等把勞動密集型和低附加值的PCB產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到中國等勞動力充足和低工資的國家和地區(qū)來加工生產(chǎn),以維持高的利潤。但是,我國能按這樣的辦法“照搬”嗎?恐怕是有問題的。
(1)遷移到我國內(nèi)地、邊緣(遠)地區(qū)。這不僅有污染與投資問題,更重要是要考慮到我國的國策因素(如農(nóng)村政策、環(huán)保政策、資源匹配、地理條件、人口情況等)。同時,依靠“剩余勞動力”、“低工資”等不是長久之計,顯然不是根本的出路。
(2)進入電子電路工業(yè)園區(qū)。我國已經(jīng)建立多個這樣的工業(yè)園區(qū),雖然可較好解決環(huán)境保護和節(jié)能減排壓力,但不能解決勞動力與成本問題。
(3)搬遷到國外。如越南、印度等勞動力充足的國家。要考慮的是:①原輔材料、資源(水、電等)和交通等的配套,不是件容易的事;②這些國家大多是美國式的“民主”“自由”,加上時代(強調(diào)低碳、綠色等)不同,民族地緣問題等,存在著很大的不定“變數(shù)”,搞得不好,“進去容易出來難”了!
4.3.2 轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式提高生產(chǎn)效率
采用自動化生產(chǎn)(特別是中、低檔的勞動密集型產(chǎn)品)方法,這是發(fā)達國家和地區(qū)走過或還在走的路。2009年6月我在日本看到采用自動化生產(chǎn)常規(guī)的PCB產(chǎn)品的企業(yè),生產(chǎn)設(shè)備之間間隔很小,也看不到操作人員,得知只有百余人(主要是管理和調(diào)整、維護人員),其產(chǎn)量和產(chǎn)值卻超過我國千余人的PCB企業(yè)!這表明采用自動化生產(chǎn)PCB產(chǎn)品是一個很好的出路。這樣做既可增加產(chǎn)品自動化生產(chǎn)程度,又能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率,達到降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)效益!
4.3.3 優(yōu)化升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整
調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可減少附加值小的產(chǎn)品比率,增加高端產(chǎn)品(高附加值)比重,如增加高密度互連(HDI)板(埋/盲孔板、積層板、IC基板、集成元件板、剛-撓性板)、特種印制板(高頻板、金屬基板和厚銅箔板)等的比例。
開發(fā)新品搶占市場或開辟新的市場,如開發(fā)印制電子產(chǎn)品和印制光-電路板等。
4.3.4 創(chuàng)新生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品體系
(1)生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新是指改革和變更傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝過程。主要有兩大方面:
①改革傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝過程。把大部分人工操作過程改變?yōu)樽詣踊ɑ驒C械手等)過程。在目前的生產(chǎn)條件下,提高和采用自動化程度是減少在線操作人員、提高產(chǎn)品合格率和質(zhì)量的重要方法。
②在傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中進行改革。如在干膜/濕膜上采用激光直接成像(LDI)、或直接在CCL上激光直接刻像(LDE),既達到減少生產(chǎn)工序與操作人員、節(jié)省材料(菲林等)和管理,又達到提高產(chǎn)品合格率和質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。
(2)產(chǎn)品體系創(chuàng)新是指在PCB產(chǎn)品類型上進行改革和變更。
這是指在現(xiàn)在的常規(guī)印制板、HDI印制板和特種印制板的基礎(chǔ)上,開發(fā)新型的印制板,如光-電印制板、系統(tǒng)印制板(SIB)等。
總之,目前的PCB生產(chǎn)過程冗長而復(fù)雜,它是造成人員多、耗材(含資源)大、產(chǎn)品合格率和質(zhì)量低、污染重和成本高的根本原因,這是目前和今后改革的主要內(nèi)容,而采用印制電子技術(shù)的噴墨打印和印刷工藝困難是最有效的方法。
參考資料
[1]林金堵. 元旦獻詞——印制板面臨節(jié)能減排和技術(shù)革命的兩大挑戰(zhàn)[J]. 印制電路信息, 2010,1:5-7.
[2]龔永林. 印制電子綜述(1)[J]. 印制電路信息, 2009,7:11-17.
[3]楊振國. 印制電子的研究現(xiàn)狀, 技術(shù)特征及產(chǎn)業(yè)化前景[J]. 印制電路信息, 2010, 1:8-12.
[4]林金堵, 梁志立, 鄔寧彪, 等. 現(xiàn)代印制電路先進技術(shù)[M]. 中國印制電路行業(yè)協(xié)會CPCA, 上海:印制電路信息雜志社, 2009:479-493.