我國PCB工業(yè)的發(fā)展趨勢——調(diào)整結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新發(fā)展

林金堵

CPCA顧問 本刊主編

PCB工業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步主要是受世界主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)而決定（制約）著的，也就是說，當(dāng)前和今后的世界主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)——知識(shí)經(jīng)濟(jì)的狀況將決定著PCB工業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步！盡管世界經(jīng)濟(jì)多次反復(fù)的波動(dòng)（經(jīng)濟(jì)危機(jī)、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(huì)給PCB工業(yè)帶來市場和生產(chǎn)上的很大起落變化。但是，當(dāng)今世界的主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)——知識(shí)經(jīng)濟(jì)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(jí)等）向前發(fā)展著。正如90年代以來發(fā)生的幾次經(jīng)濟(jì)危機(jī)給PCB產(chǎn)業(yè)帶來波動(dòng)那樣，但是危機(jī)過后，便是PCB工業(yè)發(fā)展的新機(jī)遇，使PCB技術(shù)和產(chǎn)品帶來新調(diào)整、新升級(jí)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(jìn)步！

1 當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)中的主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)——“知識(shí)經(jīng)濟(jì)”

從目前和今后相當(dāng)長的時(shí)間看，推動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最活躍的主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)仍然是“知識(shí)經(jīng)濟(jì)”。近代人類歷史的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程大概可分為三大階段：農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)；工業(yè)經(jīng)濟(jì)；知識(shí)經(jīng)濟(jì)。如表1所示。

盡管，目前的知識(shí)經(jīng)濟(jì)主要是體現(xiàn)在發(fā)達(dá)國家上，它們的GDP（國民經(jīng)濟(jì)總值）值中的科技因素（知識(shí)）貢獻(xiàn)值達(dá)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(shí)經(jīng)濟(jì)”的方向快速發(fā)展著。同時(shí)，發(fā)達(dá)國家仍然會(huì)在知識(shí)經(jīng)濟(jì)的“縱”、“深（橫）”方向繼續(xù)發(fā)展。這些因素，必然會(huì)快速推動(dòng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)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(gè)向前走的方向是不會(huì)改變的、步伐是不會(huì)停止的！

表1 人類歷史的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程

2 推動(dòng)PCB工業(yè)發(fā)展的主要直接動(dòng)力

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(hào)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(hào)特性等的發(fā)展將成為推動(dòng)PCB產(chǎn)品發(fā)展的主要和直接動(dòng)力。

2.1 集成電路等元件的集成度迅速發(fā)展，迫使PCB產(chǎn)品向高密度發(fā)展

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(cuò)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

2.2 組裝技術(shù)進(jìn)步也推動(dòng)了PCB向高密度化發(fā)展

近20多年來，組裝技術(shù)有長足的進(jìn)步，要求PCB產(chǎn)品高密度化發(fā)展，如表3所示。

2.3 信號(hào)傳輸高頻化和高速數(shù)字化推動(dòng)PCB精細(xì)化發(fā)展

近10多年來，由于電子產(chǎn)品的信號(hào)傳輸高頻化和高速數(shù)字化，在PCB具有高密度化的同時(shí)，還必須進(jìn)行“特性阻抗值控制”等要求。

2.3.1 信號(hào)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(xì)化發(fā)展

即微小孔、精細(xì)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。

3 PCB現(xiàn)狀與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

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(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生變化，但它們還會(huì)長期共存下去。

4 我國PCB工業(yè)的發(fā)展方向

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(dòng)密集型”的產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，我國PCB工（產(chǎn)）業(yè)和其它工（產(chǎn)）業(yè)一樣，面臨著發(fā)達(dá)國家走過的“劉易斯轉(zhuǎn)變點(diǎn)”——無限提供勞動(dòng)力到有限提供勞動(dòng)力變化的問題，在這種情況下。我國PCB工業(yè)要積極應(yīng)對(duì)：轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式提高生產(chǎn)效率；進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化升級(jí)；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(qiáng)國！

表4 目前全球PCB產(chǎn)品類型與結(jié)構(gòu)

4.1 我國PCB工業(yè)走近或進(jìn)入“劉易斯轉(zhuǎn)變點(diǎn)”

我國PCB工業(yè)經(jīng)過30年來的發(fā)展與進(jìn)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(dòng)力到有限提供勞動(dòng)力變化的重要標(biāo)志！也意味著產(chǎn)業(yè)發(fā)展要轉(zhuǎn)型問題。

目前，我國勞動(dòng)力的情況：廣大農(nóng)村“剩余”勞動(dòng)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(dòng)力（以“獨(dú)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(dòng)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(dòng)力”正在加速減少……。這些跡象都表明，我國的經(jīng)濟(jì)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(diǎn)”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(dòng)力不足”的局面。

4.2 走向“劉易斯轉(zhuǎn)變點(diǎn)”會(huì)出現(xiàn)什么？

從發(fā)達(dá)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(diǎn)”后，發(fā)展經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)時(shí)，主要會(huì)遇到的問題：勞動(dòng)力不足、出現(xiàn)“用工荒”；工資明顯上漲、原輔材料價(jià)格提升；勞動(dòng)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(dá)到“無利可圖”的地步。很顯然，“劉易斯轉(zhuǎn)變點(diǎn)”將給勞動(dòng)密集型企業(yè)（產(chǎn)品）帶來生存的挑戰(zhàn)！

4.3 PCB產(chǎn)業(yè)的出路

當(dāng)PCB產(chǎn)業(yè)走向“劉易斯轉(zhuǎn)折點(diǎn)”時(shí)，正確應(yīng)對(duì)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(shí)質(zhì)上是把“勞動(dòng)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(dòng)密集型”或附加值低的產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到相對(duì)“勞動(dòng)力充足”和“低工資”的地方或發(fā)展中國家（外國）去，發(fā)達(dá)國家就是這樣做的。如20世紀(jì)80年代的歐美、日本等把勞動(dòng)密集型和低附加值的PCB產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到中國等勞動(dòng)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(yuǎn)）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?xiàng)l件、人口情況等）。同時(shí)，依靠“剩余勞動(dòng)力”、“低工資”等不是長久之計(jì)，顯然不是根本的出路。

（2）進(jìn)入電子電路工業(yè)園區(qū)。我國已經(jīng)建立多個(gè)這樣的工業(yè)園區(qū)，雖然可較好解決環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排壓力，但不能解決勞動(dòng)力與成本問題。

（3）搬遷到國外。如越南、印度等勞動(dòng)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(shí)代（強(qiáng)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(jìn)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(dòng)化生產(chǎn)（特別是中、低檔的勞動(dòng)密集型產(chǎn)品）方法，這是發(fā)達(dá)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(dòng)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(hù)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(dòng)化生產(chǎn)PCB產(chǎn)品是一個(gè)很好的出路。這樣做既可增加產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)程度，又能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率，達(dá)到降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)效益！

4.3.3 優(yōu)化升級(jí)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?dòng)化（或機(jī)械手等）過程。在目前的生產(chǎn)條件下，提高和采用自動(dòng)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(jìn)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(dá)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(dá)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(jìn)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?yán)щy是最有效的方法。

參考資料

[1]林金堵. 元旦獻(xiàn)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(jìn)技術(shù)[M]. 中國印制電路行業(yè)協(xié)會(huì)CPCA, 上海:印制電路信息雜志社, 2009:479-493.