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貼片機(jī)國產(chǎn)化的難點(diǎn)與瓶頸
貼片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域廣，技術(shù)含量高，并能帶動(dòng)精密機(jī)械制造、高精密傳感、高性能馬達(dá)制造、圖像處理、X-Y伺服控制系統(tǒng)、軟件等相關(guān)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。從上世紀(jì)90年代初開始，國內(nèi)先后有原電子部二所、715廠二所、43所、4506廠、熊貓電子、風(fēng)華高科、上?，F(xiàn)代、上海微電子、羊城科技等數(shù)十家企事業(yè)單位嘗試過貼片機(jī)的國產(chǎn)化工作，但至今未有一款國產(chǎn)貼片機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)。
比如，1994年，上海無線電設(shè)備廠又與日本合資組裝過貼片機(jī)，后因日方變更而終止；2002年上海微電子裝備公司與上海交大合作制成一臺(tái)貼片機(jī)樣機(jī)，未有商品化的后續(xù)消息；近年，華南理工大學(xué)與肇慶新寶華電子有限公司也對(duì)貼片機(jī)進(jìn)行合作開發(fā)。
通過調(diào)研，NEPCON展會(huì)上SMT設(shè)備，主要原因歸納起來有以下幾點(diǎn)：
一是貼片機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)含量高，國內(nèi)基礎(chǔ)工業(yè)積累不足。
貼片機(jī)是機(jī)電光等多學(xué)科一體化的高技術(shù)精密設(shè)備，僅元器件就有1到2萬個(gè)，國外貼片機(jī)企業(yè)一般采購其中的70%，另外30%進(jìn)行公司定制，而恰恰是這30%元器件國內(nèi)企業(yè)由于缺乏基礎(chǔ)技術(shù)人才，無法進(jìn)行生產(chǎn)。
二是貼片機(jī)研制費(fèi)用高、投資風(fēng)險(xiǎn)大，民營企業(yè)無法保證持續(xù)的資金投入。
目前，貼片機(jī)生產(chǎn)并未得到的足夠重視。以往國有企業(yè)開發(fā)貼片機(jī)，通常是撥?？盍㈨?xiàng)攻關(guān)，企業(yè)搞出樣機(jī)組織鑒定，然后項(xiàng)目隨之結(jié)束，缺乏持續(xù)創(chuàng)新的動(dòng)力。
民營企業(yè)創(chuàng)新活力強(qiáng)，是目前研制貼片機(jī)的主要力量（國內(nèi)從事SMT設(shè)備制造的廠家有幾百家，幾乎都是民營企業(yè)），但規(guī)模小、實(shí)力有限，缺乏生產(chǎn)樣機(jī)后進(jìn)一步研制與提升的資金投入。
同時(shí)，國內(nèi)企業(yè)一旦新品研制成功，國外企業(yè)便立馬降價(jià)打壓國內(nèi)企業(yè)，導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)研發(fā)資金鏈斷裂，無法在性能日新月異的貼片機(jī)市場(chǎng)競爭中存活。
三是SMT產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系不完善。
標(biāo)準(zhǔn)體系是整合供應(yīng)鏈的關(guān)鍵。SMT技術(shù)、新材料和新工藝的快速變化，以及成本和環(huán)保的雙重壓力，迫使產(chǎn)品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)頻繁變化，對(duì)SMT標(biāo)準(zhǔn)制定提出新的要求。長期以來，我國SMT產(chǎn)業(yè)過度依賴國外IPC標(biāo)準(zhǔn)，未根據(jù)中國SMT產(chǎn)業(yè)實(shí)際情況制定完備的標(biāo)準(zhǔn)體系。國內(nèi)雖然制定了GB19247、GB3131、QJ165等標(biāo)準(zhǔn)，但存在標(biāo)準(zhǔn)繁雜、不成體系等問題。
此外，國內(nèi)SMT積發(fā)起制定的國際標(biāo)準(zhǔn)也得不到強(qiáng)有力的支持和保護(hù)。比如，IPC-9853個(gè)由中國SMT企業(yè)發(fā)起，歷時(shí)4年制定的IPC標(biāo)準(zhǔn)，但在2013年7月被IPC撤銷，并未作任何說明和解釋，傷害了中國SMT企業(yè)的競爭力。
四是SMT技能人才缺乏。
SMT設(shè)備涉及機(jī)械、電子、光學(xué)、材料、化工、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等多學(xué)科。目前，國內(nèi)僅有少數(shù)高校將重點(diǎn)放在工藝設(shè)備開發(fā)或微組裝/封裝領(lǐng)域，與SMT配套的學(xué)科、和教學(xué)體系建設(shè)剛起步，很難滿足SMT行業(yè)發(fā)展需求，同時(shí)行業(yè)對(duì)電子制造技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng)的牽動(dòng)也不足，制約了SMT制造競爭力的提升。

美國和中國技術(shù)產(chǎn)業(yè)脫鉤升級(jí)
中美貿(mào)易緊張局勢(shì)升級(jí)，導(dǎo)致美國全面禁止技術(shù)出口，這實(shí)際上會(huì)導(dǎo)致兩國科技行業(yè)脫鉤。這將使美國半導(dǎo)體企業(yè)被擋在龐大的中國市場(chǎng)之外，并迫使中國設(shè)備制造商尋找替代供應(yīng)來源。作為對(duì)美國限制的回應(yīng)，我們假設(shè)中國也將禁止美國的軟件和設(shè)備，如智能手機(jī)、個(gè)人電腦和數(shù)據(jù)中心設(shè)備等進(jìn)入其國內(nèi)市場(chǎng)，這將加速中國的外國技術(shù)替代計(jì)劃，該計(jì)劃已計(jì)劃于2020年在國家機(jī)構(gòu)和公共機(jī)構(gòu)啟動(dòng)。
中國設(shè)備制造商的中斷程度因半導(dǎo)體組件而異，根據(jù)供應(yīng)情況有三種不同的響應(yīng)，如表7所示:
? 已有成熟的中國供應(yīng)商供應(yīng)的半導(dǎo)體元件。
中國電子設(shè)備制造商將把采購業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向國內(nèi)老牌供應(yīng)商。這意味著即使沒有目前只能從美國的供應(yīng)商獲得的業(yè)界設(shè)計(jì)工具，替代供應(yīng)商也能保持競爭力。這也取決于他們是否有能力擴(kuò)大和提升中國日益增長的國內(nèi)制造能力，或者保持與主要制造伙伴的聯(lián)系。無論如何，我們的分析表明，在我們的半導(dǎo)體市場(chǎng)分類中，32個(gè)產(chǎn)品類別中只有一個(gè)符合這一標(biāo)準(zhǔn)——它僅國半導(dǎo)體需求的5%。對(duì)于國需求23%的其他10種產(chǎn)品，規(guī)模雖小但新興的國應(yīng)商可能會(huì)隨著時(shí)間的推移而擴(kuò)大規(guī)模。
我們將一個(gè)成熟的供應(yīng)商定義為擁有超過10%的全球市場(chǎng)份額，平均相當(dāng)于中國國內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模的40%。
? 有成熟的非美國供應(yīng)商的半導(dǎo)體元件。
短期內(nèi)，中國設(shè)備制造商將把采購轉(zhuǎn)向或歐洲其他地區(qū)的現(xiàn)有供應(yīng)商。當(dāng)然前提是假設(shè)這些海外供應(yīng)商繼續(xù)不受限制地使用美國開發(fā)的設(shè)計(jì)工具和制造設(shè)備，與中國客戶做生意也不受限制。中長期看來，中國可能會(huì)尋求完全或部分地用國應(yīng)商取代第三國供應(yīng)商，以實(shí)現(xiàn)其半導(dǎo)體自給自足的既定目標(biāo)?？傮w而言，12個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)品類別(國需求的45%)屬于這一類。

SMT設(shè)備的國產(chǎn)化進(jìn)程
自1985年開始引進(jìn)SMT生產(chǎn)線批量生產(chǎn)彩電調(diào)諧器以來，中國電子制造業(yè)應(yīng)用SMT技術(shù)已近30年。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國SMT生產(chǎn)線大約5萬條，貼片機(jī)總保有量超過10萬臺(tái)，自動(dòng)貼片機(jī)市場(chǎng)已占全球40%，成為全球大、重要的SMT市場(chǎng)。
焊接、檢測(cè)和印刷設(shè)備已經(jīng)接近國際水平。
2005年以來，國內(nèi)SMT設(shè)備企業(yè)在印刷機(jī)、焊接、檢測(cè)等SMT設(shè)備方面已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，并憑借市場(chǎng)價(jià)格優(yōu)勢(shì)占據(jù)70%～80%的國內(nèi)市場(chǎng)份額。
錫膏印刷機(jī)方面，國內(nèi)早由日東研制成功。近年眾多民營企業(yè)參與研制，已有多個(gè)品種問世，達(dá)到世界中上等水平。2006年東莞凱格精密機(jī)械公司推出全自動(dòng)印刷機(jī)，很快成為國內(nèi)。
焊接設(shè)備方面，國內(nèi)研發(fā)與制造起步很早，無鉛焊接設(shè)備已達(dá)到國際水平，成為我國表面貼裝設(shè)備市場(chǎng)中具競爭力的產(chǎn)品。目前，低端市場(chǎng)都由國產(chǎn)占領(lǐng)，市場(chǎng)仍為國外所壟斷（在穩(wěn)定性方面，與國外水平存在一定差距。比如，某國外回流爐廠商橫向溫差僅為0.5度，而國內(nèi)高水平高達(dá)2度）。
AOI設(shè)備方面，2010年之前國內(nèi)AOI市場(chǎng)幾乎由國外20多種設(shè)備壟斷，東莞神州視覺率先研發(fā)成功國內(nèi)款A(yù)OI設(shè)備Aleader系列，至今已累計(jì)銷售4000多臺(tái)，年銷售達(dá)到600~700臺(tái)的水平。
X-Ray檢測(cè)設(shè)備方面，國內(nèi)起步較晚，日聯(lián)科技自2006年進(jìn)入該領(lǐng)域以來，已于2008年實(shí)現(xiàn)核心部件的自主研發(fā)，達(dá)到水平。目前，公司產(chǎn)品年出貨量達(dá)到400多臺(tái)。
貼片機(jī)仍依賴進(jìn)口，其中六成以上來自日本。
貼片機(jī)是SMT生產(chǎn)線為關(guān)鍵、技術(shù)和穩(wěn)定性要求高的設(shè)備。十多年來，中國企業(yè)仍處于摸索階段和樣機(jī)試制階段，一直未推出通過中試的成熟產(chǎn)品，幾乎依靠進(jìn)口（除小型的LED貼片機(jī)）；在華國外企業(yè)將核心貼片機(jī)的生產(chǎn)放
在國外，在華工廠主要負(fù)責(zé)周邊設(shè)備生產(chǎn)及貼片機(jī)維護(hù)、調(diào)試等服務(wù)。
圖2 2001～2013年中國自動(dòng)貼片機(jī)進(jìn)口情況
2013年，國內(nèi)自動(dòng)貼片機(jī)進(jìn)口金額達(dá)到13.01億美元，進(jìn)口來源國主要為日本，占比達(dá)到65.2%；從韓國、德國、新加坡、美國、荷蘭進(jìn)口占別為17.9%、6.1%、3.7%、1.3%、0.8%。
圖3 2013年中國進(jìn)口自動(dòng)貼片機(jī)國別和地區(qū)分布

良性創(chuàng)新周期加強(qiáng)了美國的市場(chǎng)地位
這一良性循環(huán)有兩個(gè)核心因素：研發(fā)強(qiáng)度和規(guī)模。歷史上，美國半導(dǎo)體公司一直將收入的17%至20%投資于研發(fā)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)的半導(dǎo)體公司14%的投資比例。事實(shí)上，2018年美國半導(dǎo)體公司的研發(fā)強(qiáng)度在美國經(jīng)濟(jì)所有行業(yè)中排名第二，僅次于制藥/生物技術(shù)行業(yè)。
規(guī)模是創(chuàng)新良性循環(huán)的第二支柱。2018年，美國半導(dǎo)體行業(yè)的全球產(chǎn)品收入約為2260億美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他競爭地區(qū)的同行。這個(gè)規(guī)模是韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的兩倍，是日本的五倍，是歐洲的六倍，是中國的15倍。
由于美國國內(nèi)市場(chǎng)占全球半導(dǎo)體需求的比例不到25%，因此，開放進(jìn)入國際市場(chǎng)是美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)擴(kuò)大規(guī)模的關(guān)鍵要求。約80%的美國工業(yè)收入來自出口市場(chǎng)，這個(gè)出口市場(chǎng)中包括了約占全球需求23%的中國。根據(jù)美國國際貿(mào)易會(huì)的數(shù)據(jù)，半導(dǎo)體是美國2018年第出口產(chǎn)品，僅次于飛機(jī)、成品油和。
圖：美國在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵層面處于地位
得以進(jìn)入全球市場(chǎng)，使美國半導(dǎo)體行業(yè)能夠利用高度化的資源來制造日益復(fù)雜的產(chǎn)品。例如，在一家價(jià)值150億美元的晶圓制造廠中，使用高精度設(shè)備制造一個(gè)的7納米芯片，需要大約1500步。雖然美國公司在產(chǎn)業(yè)鏈的設(shè)計(jì)和設(shè)備層可以廣泛依賴美國國內(nèi)的半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)，但在材料、設(shè)備及芯片的制造、組裝和測(cè)試方面也依賴外國合作伙伴。沒有任何一個(gè)公司或國家有技術(shù)能力控制整個(gè)供應(yīng)鏈。
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