在此次訪談中,湯昌茂除了談及一博近兩年的發展規劃之外,還對PCB未來的發展方向,以及當前的市場行情發表了自己的看法和觀點。一博科技董事長湯昌茂
走技術路線的一博,為何要打造一站式硬件創新平臺?
據湯昌茂介紹,在2008年之前,一博科技都是以PCB設計為主。2009年,因應客戶的需求,將服務延伸到PCB制板,到2013年,又成立自己的貼片廠,將服務延伸至貼片。“因為PCB設計完成后,如果加工出來的板子出現一些瑕疵(如信號質量問題),客戶難以判斷是設計還是生產,抑或貼片的問題。為解決此問題,一博從設計導入,業務慢慢延伸到制板、貼片。”湯昌茂說。
在PCB設計方面,雖然一博也提供常規PCB設計,不過高速PCB設計是其最具優勢的領域。“一博在高速PCB設計方面的優勢比較明顯,常規PCB設計一般的同行也能做,而高速PCB設計相對有一定的技術門檻。”湯昌茂稱,要設計好一個高質量的高速PCB板,必須要考慮信號完整性(Signal Integrity, SI)和電源完整性(Power Integrity, PI),另外還要注意高速板材的選擇。“我們走的是技術路線,一博的強項在于做客戶或同行做不了的工作,這是我們的技術優勢之所在。另外,我們的理念是一板成功,幫助客戶實現從設計到制造一次成功。”
從生產加工的角度,可以把現有板廠大概分為三類:一類是只做四層板以下的廠商,包括單面板、雙面板和四層板,60-70%的板廠聚焦在這一塊;一類是可以支撐到16層的廠商,這部分大概占30%;還有一類是能加工到16層及以上的廠商,這類廠商綜合能力較強,大概只占板廠總數的10%。“中國大概有1000家左右的線路板廠,但真正能高品質批量生產16層及以上的板廠估計不超過100家,一博可提供2-64層高品質、高多層的PCB制板服務。
此外,一博科技還備有一萬余種YAGEO、MURATA、AVX、KEMET等全系列阻容以及常用電感、磁珠、連接器等器件,源自原廠或一級代理,現貨在庫,并提供全BOM元器件供應。湯昌茂表示,一博面對的很多客戶群是研發型的客戶,他們的采購量往往是中小批量的,另外,客戶定制化的需求越來越高,如國防、軍工、醫療等市場的產品量都不是很大,但可靠性要求比較高,但國內這樣的配套廠商并不是很多。“我們希望解決處于研發階段的中小客戶的采購痛點,他們不需要建立自己的倉庫和備貨,一博可直接為他們提供所需要的元器件,這樣可以有效降低他們的采購成本和采購周期。”湯昌茂進一步稱,目前主要是針對既有的客戶為他們提供研發、中小批量的物料服務,因為一博在PCB設計時有客戶的BOM表,了解客戶的需要,可針對性的備貨。除了現貨在庫外,一博可以幫客戶把BOM需求的全部物料配齊,這不僅僅包括被動元件,還包括一些IC。
“我們從研發階段就介入到客戶的設計里面,提供從PCB設計到制板到貼片再到物料的一站式服務,我們和客戶已不僅僅是供和求的關系,實際上相當于客戶的一個得力助手。”湯昌茂說,“我們希望給國內研發型客戶提供一個一站式硬件創新平臺的支撐,讓客戶聚焦在他們最擅長、最核心的原理方案和產品方案解決上。”
據介紹,一博科技的7個創始人都來自華為,而且都是技術出身,這使得他們對PCB設計行業看得更為長遠,一開始就定位在高速PCB設計行業,并且將應用市場聚焦在通信、工控等領域。得益于自身深厚的技術積累,以及專業性,一博高速PCB設計在通信、工控市場很快打出了自己的知名度,在2004年就與Intel建立了合作關系,并且一直延續至今,2017年3月31日還獲頒“INTEL最佳戰略合作伙伴”。目前,一博科技的應用市場已擴展到醫療、航空航天、新能源汽車等應用領域。“由于應用較廣,目前與我們合作的客戶大概有5000家,在我們的ERP系統里,保持持續活躍的下單客戶有2000多家。基本上世界500強里面做電子產品的企業,60%都與我們有合作。”湯昌茂表示。
據湯昌茂透露,前不久小米自主研發的芯片松果處理器澎湃S1,一博便參與了這顆芯片的早期研發、測試驗證生產。“從芯片測試驗證的Demo板到制板到貼片,一博都有參與,后面的大批量生產則走的是其他渠道。”湯昌茂說。
從成本上來看,60%的產品總成本取決于設計,75%的制造成本取決于設計說明與規范,80%的生產缺陷取決于設計。因此,可制造性設計DFM(Design For Manufacture)是保證PCB設計質量最有效的方法。所謂DFM,就是從產品開發設計時起,就考慮到可制造性和可測試性,使得設計和制造之間緊密聯系,實現從設計到制造一次成功的目的,從而縮短產品開發周期,降低成本,使得產品快速推向市場,搶得先機。從PCB設計到制板到貼片這種一站式服務,使得一博從PCB設計開始階段就能充分考慮DFM特性,這無疑可以大大縮短客戶的研發周期,并降低成本。
作為全球最大的高速PCB設計公司,一博PCB設計、制板、貼片、物料一站式的硬件創新平臺已博得5000余客戶的青睞,也引起同行的紛紛效仿。不過,想要復制一博這種模式并不是那么容易。首先,必須要有充足的優質客戶資源,得以接觸前沿客戶的需求;其次還需要具有一定的規模,在保證貨源齊全的同時還必須保證物料的品質和交期;此外,公司要對自身有長遠發展的規劃以及圍繞客戶滿意度的服務宗旨。 “在國內前10的PCB設計廠商中,一博的規模差不多是其它9家的總和。”湯昌茂說,一博已投資2家線路板廠,目前在深圳、上海都建有貼片廠,并且計劃在成都、長沙新設立兩家貼片廠。
當技術不斷演進,PCB設計與制造如何應對挑戰?
隨著電子終端不斷趨向智能化、微型化和便攜化,PCB制造技術和方案也正朝著高密度、封裝化、輕薄化、環保化、多層板的方向演進,PCB設計面臨的挑戰也越來越大。
湯昌茂指出,現在電子產品傳輸的速度越來越快,傳輸頻率越來越高,另外,從2G到3G到4G,甚至未來的5G,數據需求越來越大,對帶寬的要求也會越來越高,系統能夠達到的性能極限便壓在PCB上,PCB上的信號傳輸速率也在不斷往前走。目前一博給客戶提供的高速解決方案可達到25G、28G,乃至40G、50G。“當信號速率達到50G之后,再往前走,傳統的銅箔傳載的速率就達到了瓶頸,可能就支撐不了,這就需要研究更新的技術。”湯昌茂透露,一博目前正在研究光背板技術,在背板上通過光纖進行傳輸。另外,一些通信巨頭也在做相關前沿技術的研究。
“隨著速率的提升,對玻纖布的選擇也會有要求。”湯昌茂稱,10年前,并沒有人去關注銅箔上玻纖布是什么形狀,但是當信號速率達到25G以上的時候,必須關注玻纖布是如何編織的,是密編織還是疏編織,因為這時對玻纖布的型號會有要求。
據了解,一博全球研發工程師有500余人。湯昌茂稱,“我們的技術團隊經常會做一些實驗驗證,用最新的材料、最新的加工工藝驗證前沿技術,通過測試驗證板來確定設計規則。這樣借助一博的平臺,客戶不需要自己做測試驗證便能得到一博經驗的共享,實現一次性成功。”
除了PCB設計技術在不斷發展之外,PCB加工工藝也在不斷演進。湯昌茂表示,10年前,雙面板、四層板和六層板居多,而現在十幾層板已經比較普遍,而且還出現了軟硬板,用軟板取代連接器,來支撐新型的、小巧的產品。另外,在手機里,HDI技術近幾年已經比較普及。在LED領域,則應用金屬基板解決LED散熱的問題,把鋁板或銅板直接嵌入到PCB板,利用金屬基板載流,導通大電流和散熱。而一博在成立之初就在研究把電阻、電容器件嵌入到PCB板上,這幾年雖然也在進步,但埋阻埋容遠未普及。湯昌茂解釋稱,“這主要受限于材料,材料的特性還沒有跟上,成本還比較高。”
從PCB板未來發展方向來看,埋阻埋容板是一大趨勢。首先,嵌入式電阻和電容節約了寶貴的電路板表面空間,縮小了電路板尺寸并減少了其重量和厚度。其次,由于消除了焊接點,可靠性也得到了提高,焊接點是電路板上最容易引入故障的部分。第三,無源器件的嵌入將減短導線的長度并且允許更緊湊的器件布局,因而提高電氣性能。
“不管是在PCB設計還是生產領域,我們都會考慮未來5-10年的技術演進需求。不僅滿足現有客戶需求,還要進行產品進一步往前演進的技術儲備。”湯昌茂舉例稱,如對于高速信號,目前細密間距的器件普遍采用的是BGA封裝,這種封裝反饋到PCB設計,體現出的就是密度。BAG的pitch最早是1.25mm,現在已經走到0.4mm、0.35mm,并且還在往更細密間距走。當到0.35mm時,將不僅對設計是挑戰,對生產加工也是很大的挑戰。再比如01005器件,這對貼片的精度要求非常高,并且對回流爐的溫度設置也會有要求。如果管控不好,良率會很低。而一博現有的貼片設備現在不僅能貼01005器件,而且可以貼比01005還小的03015器件。
板材漲價缺貨、交期拉長,何時才能緩解?
從去年下半年開始,PCB板材就一直處于非常緊缺的狀態。這主要是因為近兩年國內大力發展新能源汽車,而新能源汽車鋰電池的重要原材料就是PCB也使用的銅箔。這使得一部分的銅箔產能轉移到新能源汽車領域,導致覆銅板在PCB行業供應不足。湯昌茂表示,“從整個市場來看,過去一年,覆銅板差不多漲了20-30%。”
作為高速PCB設計領域的領導者,一博往往可以得到板材廠商的優先供應。不過,在缺貨的浪潮下,板材的交付周期相比2016年上半年依然拉長了不少。“去年上半年,從下訂單到交付,一般是3-5天,但去年年底前后,交期一般需要2-4周。最近有所緩解,交付周期在1-2周。”湯昌茂認為,如果要完全恢復到去年上半年的交期狀態,預計要到今年年底。
原材料不斷漲價,人力成本也在上漲,而電子產品的價格卻在往下走。這無疑使得PCB板廠不得不面對原材料價格上漲帶來的壓力。據了解,由于PCB下游客戶較為強勢,除了少數板廠進行了小幅度漲價之外,大部分板廠并沒有順利將上漲成本轉嫁到下游客戶。
“面對上游原材料上漲的壓力,好的做法是更快推出一些更新更好功能的產品。比如,大家都在做3G設備時,領先做4G設備,當大家都在做4G設備時,領先做5G設備。就是在市場的機會窗領先半步。”湯昌茂直言,一博的主要定位是研發、打樣和中小批量,所以板材成本所占的比例與大批量廠商相比相對低一點。所以,影響也相對小一點。他進一步稱,一博聚焦的應用市場主要是一些定制產品,如軍工、醫療電子,新能源汽車等領域,這些產品量不是很大,PCB占整體成本的比例相對比較小,因此這類產品受到的影響相對小一點。但是手機、筆記本、服務器等這類產品面臨的成本壓力較大,因為DDR的成本在上升,PCB的成本也在上升。
他解釋稱,“在軍工、醫療電子、新能源汽車等領域,由于所使用的PCB板層數較多,生產難度較大,板材所占的成本比例較少。但是,如果板廠定位做雙面板或四層板,那么此輪漲價對他們的沖擊會比較大,最終市場可能會洗牌。”