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电子承包制造业的技术趋势
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CEMS Tech Trends
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■旭电中国地区总部 余硕军
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引言
电子承包制造业(CEMS)的市场仍在以非常快的速度发展。这种快速的发展是因为原始产品制造商认为雇佣承包制造商是最有效、最省钱的途径生产产品。作为这种趋势的结果，电子承包制造业已经在很短的时间内成熟并且已有相当多的公司上市，有强大投资集团做后盾。从目前来看，这种趋势仍将在全球范围内继续下去。
电子承包制造业的世界市场
图1描述了从1999年至2004年电子承包制造业的全球市场。2000年，电子承包制造业的世界市场已经达到750亿美元。2004年，它将会增加近两倍，达到2003亿美元。1999年，电子承包制造业只涉及到大约9.4%的原始产品制造商的产品。预计在2004年，这个百分比将增长近一倍，达到18.4%。尽管在2004年还有很大的电子承包制造市场，但除非电子承包制造业发展和转换原始产品制造商的外包超过预期，绝大多数仍将继续自行生产自己的产品。电子承包制造业起源于印刷线路板组装业。目前随着相当多的承包商生意来自整体产品生产（或称"整机组装"），其中包括如批发一类的多种服务，这种传统承包市场正处在迅速的变化中。
地理市场份额
电子承包制造业的市场正在世界各地成长。但是，各地经济状况和整体组装的成本的悬殊差异影响到整体市场的成长。随着区域的不同，电子承包制造业在全球的市场分布也明显不一样（图2)。一般来讲，因为强劲的美国经济和在加拿大及墨西哥对承包的爆炸性需求，北美市场表现最强。在欧洲，因为近来许多新兴的电子承包制造厂家以及原始产品制造商对其生产的外包需求，这个市场正处于相当好的成长地位。因为最近亚洲的经济复苏，低成本以及原始产品制造商对其产品生产的转换欲望，亚洲市场将继续保持的强劲。世界其它地区的市场成长表现一般，因为许多厂商已在一些重点区域（巴西，澳大利亚，以色列，印度）表现活跃。在这些地区大部分成长也将只局限于对现有生产设施的扩张。
应用市场份额
到2004年，尽管计算机工业的份额将要下滑，通信和计算机仍将占有电子承包制造市场主要份额（图3）。一般来讲，通信、计算机及消费品工业所需求的高科技生产（表面安装技术，细间距和复杂包装技术）曾经是增长最快的市场部分。因为承包厂商不断增长的生产技术和经验，原始产品制造商也将相应落后于对其设备产品的生产，因而也将更加依赖承包厂商对其产品的生产和交付。尽管现在承包厂商只生产消费品的一小部分，它的成长率却将成为第2位。医疗器械、汽车业及计算机部分将只占电子承包制造业的中等增长率。至于工业电子、军用、航空和商务市场部分，在未来五年内其电子承包制造业也将只有相对适中的增长。
电子承包制造业对市场需求的反应
开发与实现的需求
电子承包制造厂商必须开发原始产品制造厂商的需求市场才能不断继续成长。由开始接收项目、整体合同、系统组装、设计到生产伙伴，电子承包制造厂商曾积极地开发了顾客的需求并提供了很好的服务。今天的电子承包制造业已经变得更加成熟，而且将继续扩张它们的服务能力。
完整生产的解决方法
电子承包制造厂商的另一个成功的策略就是提供完整生产的解决方法。通过参与原始产品早期的技术开发可以帮助降低产品成本，缩短产品设计到生产的时间。早期同供应厂商合作也能避免重复性开发、降低成本、并可保证更好的生产前准备。此外，参与产品样品周期的开发将进一步加速产品的循环周期。加上批发和维修的服务，电子承包制造厂商已经在实质上提供给原始产品生产业一个完整的生产解决方法。这样就使原始产品生产厂商有更多时间集中于他们的核心能力，比如产品开发和新市场的开拓。
顾客多元化的基础是承包电子生产服务厂商成功的另一重要策略。顾客越是多元化，电子承包制造厂商就越少受整体市场波动的影响。根据外包市场预测，将来的电子承包制造厂商将继续保持他们广泛的顾客基础。
整体生产解决方法对生产技术的要求
设计服务
过去，产品的设计多数是由原始产品生产业完成。随着电子承包制造厂商赢得越来越多原始产品生产业的生产能力，"为利于生产而设计"的能力也将转移到电子承包制造业。为了满足这种市场的需求，电子承包制造厂商已经并将继续参与技术、产品设计和开发周期（图4）。这种参与也将进一步降低产品成本和缩短上市时间。
系统组装
在1997年前，传统上绝大多数系统组装都由原始产品生产厂家完成。过去几年里，电子承包制造业起了非凡的变化。许多原始产品生产厂商开始外包他们的系统组装给电子承包制造厂商。近来承包电子生产服务厂商不但被要求做到高速（大量），而且还要能完成复杂的系统组装。在未来，这种趋势将可能继续下去，并且底板安装也将成为系统组装外包的一部分。
元器件封装技术进展
元器件封装技术一向是决定印刷线路板安装技术的主要因素。电子承包制造业是由印刷线路板安装起源，而且它们还将保持印刷线路板安装技术的领先地位。图5描述了元器件封装技术的发展。以前每隔大约十年就有一次主要的元器件封装技术变革。如今这种变革几乎是每年发生一次。新发明都有一个共同方向：增加元件连接密度和提高元件可靠性。这种趋势曾经是并将继续影响到相应的生产技术，特别是印刷线路板技术。
球阵封装（BGA）技术就是一个最好的例子。自从1995年开始到现在，球阵封装技术的应用增长了几乎1800倍。如此快的变化已经给安装工艺以及相关的领域带来了许许多多的挑战，比如高密度印刷线路板及设计。
最近以来，芯片尺寸封装（CSP）、2000+高引线球阵封装、硅片封装以及许多细间距封装已经研制成功并被广泛应用。这些各式各样的封装使得印制板的安装变得更为复杂，而且对生产工艺、设计、测试、检测以及印刷线路板技术及其开发提出了更多的要求。
移动式电子产品的变革则不单要求长期可靠性，而且也要求短期可靠性。为了适应这些要求，很多新的生产工艺以及测试技术已经开发完成。芯片尺寸封装下充胶工艺就是一个很好的例子。尽管这些新的工艺提高了产品的成本，但是它们却大大地提高了产品的可靠性。
随着世界更加意识到生产对环保所带来的影响，无铅生产工艺已成为最热门额定生产科研的课题之一。新焊接材料的开发将会给封装、安装、测试、以及产品的可靠性带来巨大的冲击。同时，较好的焊接材料也使得厂商的生产更加容易。一般来说，无铅合金会具有更好的机械性能并且可帮助减少一些现有工艺所必须的步骤。免除芯片尺寸封装下充胶的工艺程序或许就是一个很好的例子。
不仅只是集成电路的封装朝着高密度化发展，电阻及电容的微型化也是一项封装技术的主要趋势（图6)。0201片状阻容、埋层无源元件及阻容阵列元件就是这些技术的例子。这类元器件的微型化一定会给生产工艺、生产设备的要求、印刷板设计、以及检测技术带来相当的冲击。元器件微型化的趋势还会持续多年。我们的技术挑战将会着重如何提高常量和降低成本。
印刷电路板的技术进展
封装技术的主要需求之一就是低成本高密度印刷线路板。自从印刷线路板问世以来，它已经历了从简单的双面四层印刷线路板到目前的20层以上并有微导通孔多层印刷线路板的巨变。但是，印刷线路板技术仍然是许多产品的技术障碍。原始产品厂商希望可以使用多种高密度封装，但是由于高密度印刷线路板的成本过高以及使用范围的限制，他们不得不使用密度较低的封装来代替。
随着电子产品越变越复杂，印刷线路板的表面处理也已变得更为重要，而且常常会影响到最终产品的质量。尽管目前已有多种表面处理方法，但是每一种表面处理对原始产品业和电子承包制造业的用户而言，都有其缺点。在开发新兴印刷线路板技术的同时，可靠性、电气性能、以及对环保的影响都将对印刷线路板行业提出挑战。多层叠加技术、高精度定位、更细小导体、高质量表面处理技术和低成本仍将是印刷线路板业所面临的主要难题。
测试与检测技术
过去几年来，现代电子产品的测试和检测逐渐变得越来越困难。各式各样的自动检测和测试仪器，例如自动光学检测和自动X光检测仪已经研发成功。因为电子产品的复杂化，这些检测和测试仪器的覆盖率也不断地减低。这仍将是测试和检测设备制造厂商所面临的主要挑战。其中一个解决方式是使用多平台的测试和检测技术来增加检测覆盖率。
光学产品组装技术
通信产品是电子承包制造业的最大部分之一。对于高速通信产品，电子承包制造业将必须掌握光纤产品组装技术才能赢得这个市场。尽管在不同厂家的开发之中仍有许多技术秘密，原始产品生产业、电子承包制造业、以及元器件供应业之间形成合作去解决技术难题将是生意成败的关键。因为均衡技术资源终将对整个电子行业有利。不同的电子承包制造厂家有着不同的能力。多数主要的电子承包制造厂家都可提供不同程度的光纤产品的安装、设计和测试服务
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无线电技术
目前无线电技术存在已有多年了。比如蓝牙和手机这些新技术的发展已把电子行业推向了新的境界。由于它们独特的要求，许多电子承包制造厂家都具有提供无线电设计、测试以及生产的能力。测试方法的标准化、宽频无线设计、无线电产品的生产以及其测试还将继续增长。掌握新兴的无线电技术的开发和生产将成为电子承包制造厂商成功的一个重要条件。
结论
电子产品需要先进的技术。原始产品生产工业、元器件供应业、电子承包制造业的连锁关系将在电子工业中扮演一个非常重要的角色。每一环节都有各自的特征，而且必须要与另外环节紧密合作。没有任何一个环节可以不依靠别的环节而独立生存。他们正在互相提供决定性的信息。这种默契的合作已经在全球范围开始，例如无铅工业的开发，并且这种合作还将继续下去。在未来的岁月里，政府、学术界、不同行业甚至竞争者之间也将一起合作去解决共同关心的重要课题。所有的这些努力必将会推动电子工业走向新的纪元。
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