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【PCB组装】从硅到系统的产业战略

十月 26, 2023 | Alison James, IPC
【PCB组装】从硅到系统的产业战略

引言

电子系统是几乎所有现代技术的核心。这些系统的性能和功能以惊人的速度增长,主要归功于半导体技术的发展。但是,半导体不能孤立运行,它们通过与PCB上其他元器件的电子互连实现功能。这些电子系统在国防、航空航天、太空、汽车、医疗和高性能计算等关键领域起着重要作用,且电子系统对每个行业都至关重要,是欧盟各种优先发展事项的核心,包括数字孪生和绿色转型以及欧洲技术主权。对于欧洲电子产品制造基地的重要性,制造和采购电子产品的企业几乎达成了普遍共识。IPC和各市场领域的合作伙伴于2023年7月开展的一项调查显示,95%以上的企业认为,包括PCB和EMS在内,强大的欧洲电子生态系统对地区安全、产业弹性和经济竞争力至关重要。然而,绝大多数企业同时认为欧盟缺乏关键的PCB(88%)及EMS(61%)能力。参与调查的企业表示,他们非常关注欧盟旨在加强欧洲PCB和EMS行业全球竞争力的新政策。本文利用调查结果、专家意见和跨领域对话评估PCB及EMS行业的状况,并为欧盟决策者提出了实施从硅到系统产业战略的选项。硅到系统产业战略是一项政府政策,其重点是培养由半导体、PCB、EMS和供应商企业组成的强大生态系统,该系统能够生产欧洲地区安全和经济竞争力所需的电子系统。

 

报告背景和调查结果

2023年6月23日,欧盟委员会内部市场、工业、创业及中小企业总局(Directorate General for Internal Market, Industry, Entrepreneurship and SMEs,简称DG GROW)主办了研讨会和座谈,重点讨论如何支持电子价值链的弹性。在会议上,成立了负责编写行业报告的利益相关者工作组,报告将概述欧洲价值链中电子组装行业的关键性;PCB和EMS优势、劣势、机遇和威胁分析(Strengths,Weaknesses, Opportunities, and Threats,简称SWOT);关于欧洲层面未来行动和倡议的政策建议。作为这项研究的组成部分,工作组对企业、协会和其他利益相关者进行了调查。该调查收到了来自PCB企业(34%的受访者)、EMS(34%)、OEM(18%)和包括工会在内的其他利益相关者(14%)的122份回复。一半(50%)的受访企业雇佣了250名以上员工,近四分之一(23%)的受访企业报告称全球年收入超过5亿欧元。受访企业均报告其在所有欧盟成员国都有制造业务。

 

下游影响

欧洲企业曾经是电子制造业的市场领导者,但来自亚洲和其他地方的激烈竞争使其专注于价值更高、产量更低的生产,包括医疗技术、工业设备、国防、太空、航空航天和汽车中的嵌入式系统。同时,欧洲电子制造商主要将与消费品相关的批量制造转移至亚洲,导致其整体市场份额和盈利能力下降。盈利能力的下降对供应链弹性和技术主权具有重大影响。嵌入式系统是不断增长的市场,电子产品几乎成为一切事物的组成部分,推动了工业的数字化和绿色转型。对于欧洲在清洁能源、互联和自动驾驶、工业物联网(IoT)、工业4.0和网络安全等关键细分市场的全球领先地位来说,将相关制造就近定位越来越有意义。这些市场有特定的生产需求,即使不是必不可少的,也会使客户和供应商之间的互动变得重要。为了满足地区国防和太空需求,这一点变得越来越重要,尤其是在数据保护和安全在这些行业至关重要的情况下。全球供应链的波动、不断升级的贸易战、健康危机和自然灾害凸显了具有弹性的区域供应链的重要性。企业越来越多地采取措施使其供应链多样化和区域化,因为其现有供应链面临的风险越来越大。尽管如此,欧盟对PCB和EMS的国际依赖性仍在增加,且存在未来风险。PCB制造商的产量损失导致其业务、设备和最新技术转变的再投资能力不足。欧洲PCB制造业在全球市场的份额已降至2%。反过来,EMS企业在准备合作满足欧洲制造业需求的同时,也面临着产能限制。过去20年,让许多企业得以生存的勇气和创造力在未来20年里根本不起作用。半导体技术的进步对PCB和EMS企业进一步提出了令人生畏、严格且成本高昂的新要求。在全球化趋势的推动下,全球对电子产品的需求正在稳步增长。但这种增长在很大程度上有绕过欧洲的风险,因为OEM希望从亚洲最先进的制造设施中获得更大产能。如果没有重大变化,欧洲电子行业的产能和创新能力将受到限制,交付周期将延长,PCBA在所有模块和系统中的配给价格将上涨,从而将影响所有行业的半成品和终端产品。

 

欧洲PCB SWOT

PCB行业概况:PCB制造商使用层压板上的导电铜走线、焊盘和通孔生产出机械支撑和电气连接元器件(包括芯片)作用的电路板。没有PCB,每个电子系统中的硬件和软件都无法正常运行。PCB正变得越来越复杂,以适应尺寸越来越小、功能越来越强大的电子产品。如今,PCB不再是放置元器件的无源基底,而是终端产品不可或缺的组成部分。Data4PCB的Michael Gasch估计,欧盟的PCB年销售额约为20亿欧元,约占全球的2%。与20世纪90年代相比,销售额急剧下降,当时欧盟的PCB产量约占全球产量的20%。根据Data4PCB的数据,过去20年,欧盟PCB制造商的数量也急剧下降了三分之二,减少到180家工厂,雇佣了约15000名工人。在这段时间里,欧盟变得高度依赖中国,中国目前提供的PCB约占欧盟PCB总需求的65%。

 

PCB SWOT分析,共识观点

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优势:欧洲PCB行业与其EMS及OEM客户建立了来之不易的长期关系,在欧洲市场上建立了稳定的业务。客户重视从欧洲PCB供应商处采购的制造质量和安全性,以及本土化的简化物流。PCB行业拥有一支规模小但技能高的劳动力队伍,其中包括具有强大工程设计及制造专业知识和经验的个人。一些欧洲PCB企业利用这类劳动力,以及对研发和新设备的投资,生产最先进的PCB和IC载板。考虑到速度、IP保护和技术支持的至关重要性,欧洲PCB制造商与客户的比邻关系使其在样品生产方面具有优势。

欧洲工业在工业、航空航天、太空、国防、医疗和汽车行业也拥有强大的客户群。

 

劣势:PCB工业减少越来越严重。自2000年以来,欧洲PCB企业的数量已从约560家下降至175家,总收入下降了三分之二。该行业高度分散,主要由小企业组成。近65%的欧洲PCB企业2020年的收入低于1000万欧元。在很大程度上,欧洲PCB产量的下降是该地区制造成本较高和缺乏资本投资的结果。市场竞争促使许多OEM从亚洲采购成本较低的电子产品,导致欧洲PCB行业越来越关注多品种、小批量生产,包括样品生产和专业行业(如航空航天和国防)。相对于亚洲,批量的下降对成本和投资能力产生了复合影响。大多数材料、化学药水、部件和元器件的供应商都转移到了海外。与亚洲相比,给欧洲PCB制造商带来了“小批量劣势”。缺乏强大的区域材料和化学品供应链仍然是行业最关心的问题。

欧洲PCB行业还面临技术挑战。由于缺乏区域性的大批量生产,大多数企业开展研发的资源有限,与全球材料和设备制造商合作的机会也很少。由于成本、对市场需求缺乏信心以及缺乏中长期预测,新设备的采购也具有挑战性。简单地说,资本投资具有重大风险。缺乏足够的研发投资和资本投资正在减缓行业接纳技术发展的努力。例如,Eurospace最近的白皮书强调了对高密度互连(HDI)PCB技术中微通孔系统可靠性的担忧。PCB企业继续将劳动力动态列为最关心的问题之一。该行业有相当大比例的人处于或即将退休;企业无法雇佣足够的员工来取代退休人员并发展业务。该行业还面临着高流动性、增加培训成本和降低生产力的问题。在PCB行业,鉴于业务周期和技术要求的突然变化,经验对技术运营和企业战略至关重要。企业必须通过预测行业需求并相应调整其能力来应对终端市场需求的波动。投资规划很难,因为大多数企业都没有长期的承诺订单,而只专注多品种、小批量的订单。美国PCB行业也受到削弱,但该国企业可以依靠巨额国防预算来维持财务稳定。由于篇幅原因,本文节选刊登,更多内容可点击下方阅读原文查看,文章发表于《PCB007中国线上杂志》23年10月号,更多精彩原创内容,欢迎关注“PCB007中文线上杂志”公众号。

 

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