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日本PCB产业的新动向

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一、引言

近一两年日本印制电路行业面临着巨大的冲击与产品结构、生产体制的大转变。正如日本电子信息技术产业协会(JEITA)编制发表的《2013年度版日本电子安装技术路线图》中所分析的那样:“可看到,近年日本曾擅长的电子终端产品尖端制造技术,已经失去了国际竞争优势。日本电子信息产品产业大环境的改变,使日本终端电子产品制造商面临着‘根基沉降 ’的严峻现实。”在世界印制电路板行业中,产品主要角色向智能手机、平板电脑用基板转移。原来,日本pcb业将封装用倒装芯片(FC)作为顶级企业竞争的主要战场,近年来受电子终端产品市场发展方向的影响,日本PCB业在产品结构发生了变化,各家公司产品发展的重点目标也是变化很大。本文从几个方面来综述这一转变。

二、FPC强势增长

日本PCB制造业在2012年度的业绩及2013年前半年,刚性基板和封装基板的最终电子产品需求低迷。由于其它国家、地区PCB企业的竞争实力的增加,引起日本PCB业绩的低迷。而柔性线路板(FPC)在日本PCB业面临困境之中却脱颖而出。预计FPC的好势头可以持续,日本PCB企业在销售额排名方面,将预计有较大的变动。

日本FPC企业经营上的业绩看好,是来自智能手机、平板电脑等终端需求旺盛的原因。智能手机等移动终端数量增加,每台机器平均搭载的FPC数量随之增加,对销售额的贡献扩大很多。

日本国内的FPC大企业如日本旗胜、住友电工等达成了20%以上的增收。日本旗胜公司期望达到2000亿日元的销售额,住友电工公司近几年积极跻身国内前三位印制电路基板制造厂家,两家公司的主要顾客主要集中在苹果、iphone等高精细线条的高等级FPC,可以预测未来销售额会扩大。

再者,当前智能手机采用FPC要求精细间距高端装配技术。近年来,FPC的制造中,供给用户的形式是半导体电子组件组装的基板模块形态供货,组装技术形成新的竞争中心。

不过,给业界模块形态供货是企业可以生存的不可缺少的要素,附加价值并没有获得承认。实际上这种供货形式的确造成了各家企业销售额的上升扩大,该产品的附加价值被认为是一个利润平台。组装生产线开始的投资负担沉重,容易陷入恶性循环,是今后FPC各家公司的经营课题。

三、刚性PCB持续低迷

与FPC成为明显反差的是,日本刚性基板继续低空飞行,刚性基板继续向汽车车载主板转移,薄形电视机等家电对刚性板的需求仍旧低迷。大企业CMK和Meiko(名幸)不得以减少了该项目的收益。同时智能手机、平板需求扩大,任意层(anylayer-type)、高密度增层(BU)基板相应扩大。但是海外企业竞争激烈,产品制造难度增加,成品率较低,该项目对收益不会有较大贡献。

个人计算机和移动终端用封装基板分工并不很清楚,伴随着个人计算机的需求低迷,大企业Ibiden等暂时停止了生产线的生产。新光电气工业面对严酷的市场环境,仍在继续生产服务器(server)用的刚性板。

与之形成对比的是,搭载在智能手机上的倒装芯片用(FC)CSP基板呼应而出,Ibeden(便携式机器用封装基板部门)2012年度的各种产品销售额中该项目的销售额高,和前一年度相比,收入增高78%。

四、2011年~2013年日本企业销售额状况

各主要大型PCB厂家的2013年PCB销售额的推测情况见表1,可以预见FPC的销售额会继续大幅增加,2013年智能手机出货台数预估近达到9亿台左右,平板电脑台数达到2亿台左右,与2012年度一样,携带型电子产品是FPC产销的主要牵引力。

另外,日本的Mektron公司(メクトロン)已开始扩大汽车用传动系统搭载基板的业务,这种基板应用在欧洲汽车上普遍使用的昼间义务亮灯的LED照明上。CMK公司的汽车基板分部门预计会更加注重于重新扩大汽车基板的业务,Mektron公司的车载基板部门的销售额在2013年有所扩大,并恢复智能手机用HDI基板的市场份额。在封装基板方面的成长转向FC-CSP,Eastern公司(イ-スタン)和京瓷公司是新进入这个行业的。生产FC-CSP封装基板的老企业为Ibeden公司,推测它在2013年的销售额有较大增收。

五、2011年~2013年日本PCB企业投资情况及2013年业绩预估

表2归纳日本印制电路基板生产企业2012年度设备投资金额,及2013年度的计划投资项目。在2012年度销售跳跃增长的FPC也继续在2013年度推进投资,前一年度大型实施的增产投资正在休整。另一方面,受智能手机和平板电脑需求旺盛的影响,FC-CSP的投资旺盛。

受2012年度大型投资的影响,预测日本各企业对FPC的投资较前一年度相对减少。主要是增强生产投资的生产能力、元器件的精细间距进展及安装的高难度化,12年度的利润率降低,各公司将以改善效率和合理化投资为重点。

世界最大的FPC企业――日本的旗胜公司预计2013年投资额比前一年度减少了41%,计划投资166亿日元。投资的内容主要是34亿日元用于增强单面FPC的生产,34亿日元用于全系列工程设备的合理化投资,20亿日元用于增强组装线,国内工厂等事务性建设预计投资40亿日元。

旗胜公司2012年度投资总计是280亿日元,期初计划预定的是185亿日元,伴随着智能手机平板电脑的需求增加,海外的新生产线设备组装工程需要强化补充。这些组装工程包含苏州工厂工程中心(旗胜苏州),投资约80亿日元,用于设置新产品双面FPC的前工程生产线。该生产线已经完成,3月开始生产。另外在泰国投资约40亿日元用于双面FPC生产线设备。

在日本国内,新投资了茨城县的牛久奥原工厂的材料大楼,该公司的原来工厂的三层FCCL(FPC用覆铜板)的生产大楼,新设立三层FCCL用粘结剂生产线,2013年秋季几近投产。

住友电工印制电路基板的FPC事业部2013年度的投资额预计约40亿日元,该投资主要用于安置合理化投资中心,进行改善生产效率。该公司12年度进行了大型投资130亿日元,主要充实增强了中国深圳工厂的生产能力。该投资目的会增加深圳公司30%的产能,还能增加全公司20%的产能。菲律宾工厂除了生产单面板又开始增加了双面板,泰国工厂根据需求专门面对HDD方向的客户进行试制。

还有,2012年9月,越南住友Bakelite的FPC制造基地建成,该生产工厂具备全系列生产能力,附近还有多个住友电工的工程,期待将来相互配合可以发挥更大作用。中国苏州生产基地经过改善生产设备也可扩大产能。

当前的FC-CSP、封装基板是目前最热门最具有竞争力的产品,世界Ibiden,韩国的三星电机,台湾キンサス(景硕科技)都是最有实力的生产商,期待将来更有竞争力的企业介入。日本国内的京瓷SLC技术的京都新工场的建设完工。还有,Eastern公司和日本特殊陶瓷的合作联手介入薄CSP基板。

Ibiden的电子部门在2013年度的设备投资额预计要比2012年度计划缩减22%,为180亿日元,各家公司抑制了增产投资。主要进行电子计算机和智能手机用的封装基板共享生产线的改进。

因为最终制品需求低迷,2012年度继续限制MPU用封装基板等方向的投资,计算机用封装基板的生产量也会减少,会根据部分客户要求进行更新换代。另一方面,智能手机、平板电脑的市场扩大,特别是应用搭载在处理机上的FC-CSP封装基板的需求增大,进一步加强该产品的生产能力。

近年来各家企业倾向于对通用生产线的改造投资,FC-CSP基板向高性能化发展,和计算机用基板的规格设计差距很小,为了保证稳定的开工率,原有的生产线经过改装后可以混合生产。计算机用Ultrabook等的问世 ,要求采用薄型基板,FC-CSP和计算机用标准增层法(BU)的层间绝缘材料(ABF)被采用的可能性较高,共同使用生产线的优点是很大的。

现在,FC-CSP封装基板的生产在河间事业工厂(岐阜县)中心,大恒中央事业厂也能生产,从2013年一月开始同家公司的生产线一部分已经停工改造进行投资了。

京瓷公司SLC技术,京都凌部工厂内进行第二工厂的建设,FCCSP基板开始正式生产。总投资额约为150亿日元,13年5月开工,当年内完成,预计2014年夏天左右开始生产。

新工厂的二期建设扩大面积为2万4000m2,为了减少对环境的影响,在设计时规划构思减少电力和水的使用量,预计第一工厂实现节能改造20%~30%,生产的FCCSP的线条宽/间距=15μm /15μm,芯材的厚度是60μm, 经过改良可能生产40μm的薄板。

Eastern公司(イ-スタン)和日本特殊陶瓷(NTK)共同出资进行合作,Eastern公司占33%的股份,NTK公司取得主要股份,两家公司强强联手进入FC-CSP封装基板的行业。

在NTK的协作下,目前中大盐工厂(茅野市)正在进行改造投资。NTK主要进行面向高级终端逻辑对应的BGA基板生产线的导入。线条宽/间距在15μm以下,SAP(半添加工法)生产线已经完备。这样ABF材料有了最先进的生产线。一系列的投资,如今又分配到了第三方的投资资金的充实。该合作公司早在2010月左右就开始生产了样品,顾客认可后于2014年5月开始正式生产。

随后,两公司相互商定的最大的目标就是薄形挠性带的FC-CSP的量产生产线。基材和干膜等使得生产线组合融合在一起,预计可以带来高效率的生产。

六、在基板材料生产方面的新动向

日本《半导体产业新闻》报记者对日本覆铜板(CCL)业现状分析认为:这些CCL企业的经营现况,与它的产品是否与智能手机等一类新型携带型电子产品“沾边”,有着“明暗”分明之别。

近年来,日本CCL业界都倾向于制作高附加值的基板材料产品。这些产品具体讲,就是半导体封装用基板材料、高多层PCB用基板材料、车载电子用基板材料等。

在半导体封装用基板材料方面,市场明显扩大的是搭载在智能手机、平板电脑、笔记本电脑上的IC封装(FC-CSP等IC封装形式)载板用的薄形基板材料。近年来,它的新品开发步伐加快,其市场扩充迅速。特别是像移动终端――智能手机,它采用的薄形化基板是必然的趋势。用于LED显示屏的相关基板,要求采用厚度达到0.1mm的薄形基板。担任智能手机基板的核心应用程序(AP)的封装基板材料也完全实现了薄形化。在这方面日本CCL厂商所表现出的市场优势,十分明显。

总之,在智能手机、平板电脑、笔记本电脑上的IC封装载板用的薄形基板材料――芯材和粘结片方面,40μm以下的内芯材(CCL)目前只有日本的两家公司可以独立生产。即日本住友电木公司(此CCL产品牌号为“LαZ”)和三菱瓦斯化学公司产品(“BT树脂系列CCL”)。例如,美国苹果公司的iPhone手机中采用的封装基板材料是住友电木公司的LαZ。目前的住友电木公司LαZ牌号的薄形化内芯板的年销售额是50亿日元,计划到2015年将会强势增长扩大到250亿日元。

高多层基板用于通信服务器、路由器等与网络资源有关的设备,如面向通讯基地用设备。放热基板在近年的LED市场得到迅速的扩大。特别是新一代的增强型LED,其未来前景很值得期待。

另外,LED及LED显示器的背光源模块基板的需求在扩大。这个应用市场要求提高CCL的放热特性。各日本CCL厂家公司都以赋予CCL“热对策”特性作为开发的新课题。

目前LED基板使用的铝基CCL产量很大,将来树脂基材介入该领域,并替代铝基板市场的可能性很大。当前,技术上提高的关键,是要提高FR-4、CEM-3的导热性。导热性刚性CCL开发中,采用聚酰亚胺树脂作为基材主体树脂的导热性基板材料的开发,也在积极的进行。

本文编译中主要参考资料:(日)《半导体产业新闻》2013年6月5日