我国SMT装备制造业发展现状及面临的瓶颈分析
——2014.11.13

我国已成为全球电子制造大国，并正向电子制造强国快速迈进。电子装备的自动化程度高低，是衡量一国是否为电子制造强国的标志。从亚洲电子制造设备风向标的NEPCON CHINA 2014展会上可以看出，国内电子整机SMT（表面贴装技术）制造设备在印刷机、回流焊、AOI（自动光学检测）设备等环节取得巨大进步，而在SMT生产线最关键的贴片机（小型贴片机除外）设备方面仍未有一家企业可以生产，面临严峻的资金、技术、标准等诸多问题。实现电子制造强国梦，必须走SMT设备的自主研发之路，集中优势力量突破贴片机产业化困境。

　　一、SMT装备产业生态图

　　SMT（Surface Mount Technology）是指片式元器件装焊在印制电路板表面上的一种技术。与传统通孔组装技术相比，该技术具有组装密度高、产品体积小（体积缩小40%～60%）、重量轻（重量减轻60%～80%）、可靠性高、抗振能力强、易于实现自动化等优点。

　　目前，日、美等发达国家80%以上的电子产品采用了SMT。其中，网络通信、计算机和消费电子领域是主要的应用领域，市场占比分别约为35%、28%、28%，其他应用领域还包括汽车电子、医疗电子等。

　　SMT生产线主要包括以下几种设备：贴片机、印刷机、SPI（锡膏检测仪）、波峰焊设备、回流焊设备、AOI检测设备、X-Ray检测设备、返修工作站等。涉及的技术包括：贴装技术、焊接技术、半导体封装技术、组装设备设计技术、电路成形工艺技术、功能设计模拟技术等。

　　 

　　图1 SMT工艺流程涉及的设备

　　其中，贴片机是用来实现高速、高精度、全自动贴放元器件的设备，关系到SMT生产线的效率与精度，是最关键、最复杂的设备，通常占到整条SMT生产线投资的60%以上。目前，贴片机已从早期的低速机械贴片机发展为高速光学对中贴片机，并向多功能、柔性化、模块化发展。

　　表1 国内外主要SMT设备厂商

　　

SMT设备	国外主要企业	国内主要企业
印刷机	DEK（2013年被ASM PT收购）、ERKA、日立、SONY、松下、MINAMI、SPEEDLINE	凯格、格林、德森、日东
点胶机	诺信ASYMTEK、CAMELOT	安达、轴心自控
回流炉	ERSA、BTU、HELLER、维多利邵德、ETC	日东、劲拓、科隆威、冈阳、河西
贴片机	ASM PT、富士、松下、JUKI（2013年JUKI贴片机和SONY贴片机部合并）、YAMAHA、环球、三星、安必昂、未来、元利盛、天龙。特殊领域应用的贴片机厂商还包括：MY DATA、EURO PLACER等	国内尚无法生产常规贴片机，仅能生产小型LED贴片机。
AOI检测设备	欧姆龙、SAKI、TRI、德律泰电子（台湾在中国大陆注册的公司）	神州视觉、振华兴、矩子、赫立
X-Ray检测设备	DAGE、PHONIX、GE、岛津、善思	日联
返修工作站	ERSA、OKI、FINETECH、VJ	效时、卓茂、福斯托、

　　从NEPCON CHINA 2014展会可以看出，国内企业在印刷、焊接、检测等环节已涌现出较有实力的企业，如日东、劲拓的焊接设备，凯格的印刷机，神州视觉的AOI检测设备，日联的X-Ray检测设备等。但核心环节的贴片机则仍旧由日、德、韩、美把持，主要制造商包括：ASMPT（ASMPT于2011年收购西门子旗下的SIPLACE贴装设备部）、松下、环球、富士、雅马哈、JUKI、三星等。

　　二、SMT制造产业与技术发展趋势

　　（一）产业发展趋势

　　产业转型升级为SMT设备市场带来机遇和挑战。

　　在新技术革命和经济社会发展新诉求的共同推动下，需求在深度和广度方面都发生了重大变化。当前，“转型升级”和“两化融合”正是体现这两方面推动因素作用下需求发生变化的标志性概念。降低人工成本，增强自动化水平是制造端技术转型升级的根本要求，也为SMT设备带来了强劲的需求动力。

　　一方面，对生产和制造复杂度、精准度、流程和规范提出了更高要求；另一方面，劳动力等要素成本在上升，面临成本和效率的双重诉求。上述两方面的原因催生了自动化、智能化和柔性化的生产制造、加工组装、系统装连、封装测试。目前，四川长虹已计划通过技术进步提高自动化水平，从而降低成本、保持竞争力，争取在近2年内将人工成本降低20%，4年内降低50% 。

　　高性能、易用性、灵活性和环保是SMT设备的主要发展趋势之一。

　　随着电子行业竞争加剧，企业需要不断满足日益缩短的新品上市周期、对清洗和无铅焊料应用更加苛刻的环保要求，并能顺应更低成本以及更加微型化的趋势，这对电子制造设备提出了更高的要求。电子设备正在向高精度、高速度、更易用、更环保以及生产线更加柔性的方向发展。贴片机的高速头与多功能头之间可以实现任意切换；贴片头换成点胶头即变成点胶机。印刷、贴装精度的稳定性将更高，部品和基板变化时所持有的柔性能力将更强。

　　同时，通过产线高速化、设备小型化带来了高效率、低功率、低成本。对贴片机来说，能满足生产效率与多功能双优的高速多功能贴片机的需求逐渐增多，双通道贴装的生产模式生产率可达到100000CPH左右。

　　半导体封装与表面贴装技术的融合趋势明显。

　　随着电子产品体积日趋小型化、功能日趋多样化、元件日趋精密化，半导体封装与表面贴装技术的融合已成大势所趋。目前，半导体厂商已开始应用高速表面贴装技术，而表面贴装生产线也综合了半导体的一些应用，传统的装配等级界限日趋模糊。技术的融合发展也带来了众多已被市场认可的产品。比如，环球仪器子公司Unovis Solutions的直接晶圆供料器，即为表面贴装与半导体装配融合提供了良好的解决方案。

　　（二）技术发展动向

　　设备生产率的发展动向。

　　贴片机的贴装速度方面，2014年NEPCON CHINA展会上，代表全球贴片机先进水平的ASMPT公司展出的SIPLACE X4iS，贴装速度达到150000CPH，实际贴装节拍0.024秒/点。

　　JEITA电子组装技术委员会在《2013年组装技术路线图》中预计，随着消费者对中低端电子产品需求的爆发式增长，超大量生产的要求有望使贴片机的贴装速度在2016年达到160000CPH（0.0225秒/点），2022年达到240000CPH（0.015秒/点）。芯片级封装器件的贴装速度将从2012年的3600CPH提升至2016年的3800CPH、2022年的4000CPH。

　　届时，贴片机贴装头的取放将发生根本性变革，同时，部品供料部也将形成“没有部品供给与互换的供料部系统”，高性能连续性的新一代供给方法将进入人们的视野。

　　表2 贴片机理论最高贴装能力预测

　　

	2012年	2016年	2022年
贴装部品（贴装速度）	150000（0.024秒/点）	160000（0.0225秒/点）	240000（0.015秒/点）
芯片封装器件的贴装（贴装速度）	3600（1秒/点）	3800（0.95秒/点）	4000（0.9秒/点）

　　高密度化的贴装精度。

　　目前，电子产品选用的Chip部品趋于小型化、薄型化，芯片接线间距和焊球直径一直减小，对贴装设备的对准和定位精度提出了更高要求。

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