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美国PCB制造业的复兴

来源:小9直播平台/pp管    发布时间:2024-04-15 14:19:40

  新千年发生了几起具有历史性决定意义的事件,其中之一就是美国PCB制造业从千禧年开始衰退。

  就在几十年前,美国还在电子行业占领主导地位。创新和制造业在本生共存。表面贴装技术(SMT)等先进的技术是在20世纪80年代末发展起来的,不仅提高了集成电路板的性能,而且通过实现组装过程的自动化大幅度的降低了制造成本。

  EDA软件的出现使设计能够保存为计算机文件,并直接向PCB制造设备输入(而不是依赖底片)。最后,20世纪90年代球栅阵列技术的到来使PCB的复杂性和密度达到了更高的高度。制造业也随之达到了新的高度,研究和制造之间的协同作用(加之对消费类电子科技类产品日渐增长的需求)使美国PCB行业在20世纪90年代末达到了顶峰,产值为110亿美元(占全球份额的30%),拥有2000多家PCB生产工厂。

  然而,本世纪初,美国的PCB制造厂开始关闭。OEM将生产外包至海外以降低经营成本。如今,美国PCB制造业产值仅为30亿美元(占全球份额的3%),而PCB工厂已经减少到不到200家。

  过去的30年发生了什么?美国是如何失去制造实力的?会对研发和创新产生何种影响?

  为了回答这样一些问题,回忆一下美国PCB制造业之初,OEM拥有的制造设施。然而,到了20世纪90年代中期,OEM被要求最大限度地提高利润并重组财务。最有希望的财政收益来自离岸制造业,那里的人力成本低了几个数量级。

  AGC Multi Material America的技术营销分析师Brian Sinclair表示:“有些公司并不想这样做。像惠普、IBM和摩托罗拉这样的高端科技公司通过投资尖端的制造技术、工艺和方法,花了几十年的时间,成为了强大的集团。为保持这些工艺的先进性,他们的大部分资金都花在了研发上。”

  技术进步往往导致制作的完整过程出现重大变化,这是理所当然的。当通孔设计被逐步淘汰,取而代之的是SMD时,制造工艺也发生了相应的变化:焊接引脚被将SMD结合到PCB表面的热粘合剂所取代。当制造业被离岸外包时,生产的进步就与研发脱节了。因此,随着不再在本土开发最先进的制造工艺,长期创新停滞不前。

  Sinclair继续说道:“不幸的是,外包带来的财政收益是巨大的。在这样一个时间段,西方OEM取得了创纪录的财务业绩,这要归功于低工资、无尽的劳动力供应、缺乏环境法规,以及离岸到中国等地的免税政策。”

  是什么导致中国转向制造业主导地位?在20世纪70年代末进行一系列经济改革,中国首次打开了自由市场的大门。这项改革还创建了专门用于制造业的指定区域。

  如今,其中几个地区的数个城市已经整个发展成为专门从事制造业的城市,经过数十年打造培养而持续发展。例如,深圳就是由区域转型的城市,生产了全球90%的电子科技类产品。不出所料,从过去40年制造业的进步来看,中国占据了全球PCB生产的主导地位,目前控制着30%的市场占有率(370亿美元)。随着人工智能稳步渗透到消费类电子,对复杂度更高、间距更细和新材料PCB的需求将比以往任何一个时间里都大。这将不可避免地需要更先进的设备、生产线和制造工艺。信息很清晰:对先进制造业的投资是美国PCB行业长期发展的必要条件。

  我们现在该何去何从?投资本土制造业是否能夺回行业市场占有率?它将怎么样影响研发和创新?

  答案很复杂,但潮流正在转向。随着《国防生产法案》于2023年3月通过,拜登总统宣布向美国PCB制造业投资5000万美元。2023年5月11日,美国国会重新提出了《2023年保护电路板和载板法案》,该法案将向美国PCB制造业拨款30亿美元,并为购买美国制造PCB和载板提供25%的税收抵免。公众意识也在慢慢改变。在社会化媒体上,PCB正从“芯片不会飘浮#chipsdontfloat”等热门标签中获得应有的关注。最后,制造厂现在能采用一些途径来抵消经营成本并提高生产能力,例如利用可能有助于资助先进制造设备研发的税收抵免。

  对制造业的再投资可能是美国PCB行业发展与繁荣的必要组成部分。需要行业和政府之间持续对话与沟通,需要培训新一代,使其继续掌握生产知识和专门技能。解决方案并不简单;但从这个有利的角度来看,未来看起来仍充满希望。