印刷電路板(PCB)是台灣第三大電子產業,在全球以三成市占率,擊敗日本、韓國、中國。但隨著ICT市場成長趨緩,成長動能消失,成為PCB產業發展的隱憂。另一方面,由於台灣PCB產業起步早,還停留在工業2.0∼2.5階段,對面虎視眈眈的強勁對手,台廠要如何繼續維持全球第一的優勢? 台灣印刷電路板(PCB)產業發展至今超過半世紀,已建構從上游材料設備到下游組裝的完整產業鏈,從2011年起,台灣已是全球最大的PCB供應國,2016年整體PCB產業鏈(含材料設備)產值約達新台幣8,000億元,在全球市占率達到三成,超越日本的22%、韓國和中國17%,奠定了台灣PCB產業的領導地位(詳見圖一)。
圖一、2016年全球PCB市占率 資料來源: 工研院IEK, 2017/02
在台灣,PCB是第三大電子零組件產業,僅次於兩兆半導體與平面顯示器(FPD)產業,約有800家PCB相關產業,其中117家為上市櫃企業,整體產業鏈為台灣創造超過18萬個就業機會。2015年全球前20大PCB大廠中,台灣共有臻鼎科技、欣興電子、華通電腦、健鼎科技、瀚宇彩晶、南亞電路板、景碩科技、敬鵬工業等8家業者入榜,日本則有5家、韓國3家、美國2家、中國和澳洲各1家(詳見表一)。
表一、2015年全球TOP 20 PCB製造商及營收(單位:百萬美元) 資料來源: N.T. Information, 2016/07;TIPO
根據工研院統計,在台灣PCB產品結構中,最主要的生產品項為4層以上多層板產品,占比為33%,其次為軟板產品23.3%、高密度HDI板17.6%,以及IC載板13.8%(詳見圖二)。
圖二、2016年台商PCB產品結構 資料來源: 工研院IEK, 2017/02
推動智慧化—PCB產業不能不面對的課題
事實上,因應全球消費市場對於電子產品的需求改變,PCB產業面臨將原來標準規格大量生產的模式,轉化成為「少量多樣」與「多量多樣」的特色化生產模式,特別是面對日本韓國、與中國電路板廠商的競爭,產業鏈的智慧化升級、結合資通訊與智慧機械的技術改善整體製程的效率及彈性,已成為台灣印刷電路板產業必須嚴肅面對的重要課題。
回顧2000年到2010年,是台灣電路板產業地位爬升期,台商憑藉著生產優勢,平均年複合成長率約為10%;儘管台灣PCB產值從2011年起全球居冠,但此後受到終端產品版圖劇變,應用端及客戶端大洗牌,ICT市場成長趨緩,2011年至2016年平均年複合成長率降為2.3%,成長動能消失,成為PCB產業的隱憂。為掙脫產業成長泥淖,展望2020年,台灣電路板協會訂下複合成長率3.6%的目標,希望PCB能晉升為台灣的兆元產業,如此一來,就更需要朝高附加價值、智慧製造與永續發展的方向前進。
台灣電路板協會(TPCA)理事長吳永輝在「PCB智慧製造國家聯盟高峰論壇」中表示,雖然台灣PCB產業自動化發展起步得早,廠商對於製程技術的投入也相當積極,也因為是早期投入,台灣PCB廠商整體製程技術仍停留在工業2.0至2.5之間,儘管印刷電路板的製程先進,目前仍缺乏適合本土廠商的解決方案或導入方法。為了促進產業升級,TPCA從2014年開始,逐步推動產業PCB白皮書計畫,希望可以凝聚產業共識,加強智慧製造能力,讓PCB製造設備彼此可整合。
透過公協會力量 整合PCB產業資源
過去PCB行業是以半導體產業為師,如今決定統一PCB的設備通訊標準,讓系統一體化,這回也是架構於相同理念下,希望透過聯盟方式,讓業界分享彼此資源,進一步強化效益與競爭力。TPCA日前正式宣佈「PCB智慧製造國家聯盟」成軍,運用公協會的力量,整合產業鏈的上中下游資源,以團體戰方式,提升PCB產業的競爭力。PCB智慧製造國家聯盟將由台灣電路板協會、資策會、工研院共同推動,以研華科技、迅得機械為首的智慧製造解決方案業者,加上欣興、敬鵬、燿華等電路板廠商,一同架構PCB智慧製造共通技術平台,以及設備聯網統一通訊協定標準,加速台灣電路板產業朝智慧化與高值化發展。經濟部工業局代局長呂正華認為,若PCB智慧製造國家聯盟的模式可以成功,未來就能複製到其他領域,加速台灣其他產業的智慧化布局。
圖三、台灣電路板協會、研華、迅得 聯手資策會及工研院共組PCB智慧製造國家聯盟。 圖片來源:資策會
TPCA副總幹事洪雅芸指出,除了生產自動化外,應發展產線資訊收集自動化,以加速解決各類生產問題,切入智慧製造。台灣PCB板廠目前處於產線電腦化與設備連結化階段,設備間缺乏標準化的通訊介面。PCB通訊協定可解決目前PCB廠設備通訊語言種類眾多的問題,統一通訊語言可提高資訊收集、應用與分析的效益;對設備商而言,只需專注於一種通訊技術開發,若要客製化通訊格式,只是徒增雙方成本。因此,為了統一PCB設備通訊標準,應建構整廠生產資訊管理系統,並獎勵PCB產業建議參考半導體產業設備通訊協定,以現有基礎發展PCB通訊協定標準。
迅得機械智慧製造研發中心經理張啟原點出現在PCB產業遇到的最大問題,在於訂單型態往往是急單、短單,廠商必須在短時間內出貨,同時又要維持原有的產品品質,無論是對上層管理者或現場端的執行者,都帶來嚴峻考驗。傳統的自動化設備已難因應現有需求,智慧化成為市場競爭的唯一答案,智慧製造所帶來的彈性生產與資訊整合,將可有效降低生產成本、確保生產力、提升系統效能。張啟原表示,PCB線路的製作,光靠傳統的手動菲林影像移轉工藝,已經無法滿足其更細的線路製作需求,取而代之的是自動化程度很高的鐳射成像結合真空蝕刻工藝;而PCB廠商投入在設備自動化方面的創新,例如將投放機械手臂、CCD對位、自動印刷機結合,已經實現印刷製程的全自動化。
圖四、PCB智慧製造解決方案 圖片來源:迅得機械
先知科技總經理高季安也抱持相同看法,要建構PCB產業無形的競爭力,「智慧化」才是重點,因為現有PCB機台無論是產生數據、設備的鏈結、資料分析等,仍然力有未逮,這將導致企業主無法掌握自有系統潛在的優劣勢,進而損失可能商機,甚至增加危機發生機率。對於PCB產業而言,當務之急是聯合產業鏈的上中下游廠商,打造出「製程控管系統」(WIP),同時以打群架的方式,善用公協會力量,以團體戰方式,聯合同業強化談判能力,讓台灣PCB廠商更有競爭力。
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