2021年日本印制电路板产业热点市场的新发展

 转自CPCA印制电路信息,作者:祝大同。本文刊载于《印制电路信息》2022年5月(总第365期)
1.日本印制电路板产业的“热点市场”

如何评价一个国家(或一个地区)电子电路产业(以印制电路板为核心)及其重点企业的经营业绩?在当前新的且发生巨变的形势下,又有新的诠释。即要看它:经济运营是否有更多赢利;供应链是否具备有更强的韧性;主导品种是否有更高技术的提升。
若按以上的评价标准探究2021年的日本整个印制电路板(PCB)行业经营情况,呈现出“刚强软弱”的特点。即许多刚性PCB企业在2021年经营业绩还是不错的,甚至可以说是“业绩持续闪光”。而日本一些挠性(软性)PCB企业,在2021年的经营情况却持续低迷。
2021年,日本PCB企业三大“热点市场”为:封装基板、车载基板、导热基板,在发展中得到了高端产品市占率及制造技术的新推进。在这一年,日本多家刚性PCB大中型企业的经营业绩又由此有较大的提升。
由于高端PCB产品制造水平的差异,日本PCB业当前面对的上述“热点市场”,与全球其它PCB制造重点国家(地区)有较大的不同(特别是与我国内资PCB企业所指“热点市场”市场,在所指范畴、档次上,存在着明显的差异)。需要我们关注的是:2021年间,日本PCB业在这三大热点市场的扩大趋势,产品制造新技术的应用;在市场的品种结构的更替以及投资策略的变化与实施等诸方面。
 

2. 日本高端封装基板市场的扩大与产品结构的转变

2.1
日本PCB企业在封装基板市场的竞争现况与特点
在IC封装基板制造业中,日本PCB业是全球最强者。
如何评价它于2021年中在封装基板市场的竞争现况、地位与特点?日本一家媒体,在2021年6月发表的日本PCB产业调查报告中,总结全球封装基板制造厂商市场竞争的态势。此段评述摘译为:“当前,用于服务器用CPU及AI芯片的高性能半导体封装基板,业界表现活跃。在同一市场的竞争中,日系Ibiden与新光电气工业公司处于‘先行’之势,欧洲的AT&S的大型投资紧接其后。而以欣兴电子与南亚电路板代表着中国台湾地区的封装基板以及自有很大市场的韩国,都计划有对封装基板大投资发展。而中国台湾鸿海集团的加入封装基板制造这一阵列,更感到有‘台风’来袭的可能。全球这些封装基板生产企业,都在以制造装备、部材业界的技术革新为竞争武器,同在此市场中博弈。” 这段话语,评价了日本几家大厂仍为封装基板制造业中处于领先的现况。同时也描述了封装基板各制造厂家正在大规模投资扩产,注重发展本国/本地区的自有设备、部材(主要指封装基板用基材等)供应链等市场竞争的新特点。

2.2
日本经产省与NEDO共同组建研发团队,联合开展3D IC技术攻关
在3D IC封装基板制造业中,日本PCB业又是全球最早的前行者、探索者。它们在3D IC封装基板的开发中,在构建此项的“技术链”,上下游及全行业协同攻关方面又创技术开发的新体系。
据日本专业媒体《电子部品产业新闻》(《電子デバイス産業新聞》)2021年6月报道:在2021年间,日本经济产业省与国立的新能源 · 产业技术综合开发机构(NEDO)设立了强化5G信息通信系统基础(システム基盤)为目标的“尖端半导体制造技术”课题项目,并为此在2021年3月组织建立了主要攻关团队TSMC日本3D IC研发中心、尖端系统技术研究组合团队等(所公示的攻关团队名单中见表1所示)。

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2021年,日本发起了以“TSMC日本3DIC研发中心”等为主导,开展五个项目的联合技术研究攻关。其中一项目,是对尖端半导体制造工艺流程中的后段工程制造技术,即3D封装技术实施研发工作。更具体讲,是开展支撑半导体封装技术基础的封装基板与接合材料等基础材料技术的开发。这项研究的目标,锁定在CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)结构的封装基板上。它是面向高性能计算机应用的尖端半导体(5 nm以下Node),所必须要解决其配套的封装基板课题。针对进行技术攻关的这种封装基板具有大面积、三元次、高密度互联的性能特点。这次经产省与NEDO所组织的攻关团队,它包括了基板材料、装联材料及设备制造企业,以及TSMC以外的“尖端系统技术研究组合”(简称RaaS,2020年8月由经产省牵头设立的联合攻关组合,RaaS主要组成见表1所示)。
笔者研读这个报道,特别是此报道中所披露的表1内容,可以认为:这项日本3D IC封装基础的技术攻关“强基工程”,所组建的团队骨干是包括PCB及其基材等制造企业,以及化工材料(包括接合材料)、相关设备(包括制造设备、测试设备等)的企业。这些企业及研究机构,均为清一色的日企。它们分别承担三个课题(见表1所示)、两大类攻关的不同角色。即“实施主体”(攻关课题的主要研发者)工作和研究成果首批应用及评估工作、协助研发工作。以此,充分发挥日企的技术资源,形成“3D IC封装基础”的强大“技术链”,同时也为今后实现3D IC封装基础材料的产业化,打造本国全方位配套的“供应链”,创造了完备的基础条件。
日本经产省与NEDO共同组建“3D IC封装基础”联合技术攻关团队的举措,与中国台湾工研院在2021年下半年出台的“2021中国台湾PCB高阶技术盘点调查报告”中所提及的“推动中国台湾PCB业与半导体业的产业联盟”发展策略,有着异曲同工之处。中国台湾这个“产业联盟”构建意在:通过推动此产业联盟,实现“通过能量整合才能突破技术缺口、克服产业困境”的目的。

2.3
2021年间Ibiden的封装基板经营与发展
Ibiden (揖斐电)为全球第二大封装基板厂,日本第一大封装基板厂。Ibiden电子事业部主要经营PCB产品,其主导产品分为两大类:一类是封装基板,另一类为HDI板。2021年上半(4月~9月)Ibiden电子事业部销售额同期增加56%,达到1153亿日元,营业利润达到279亿日元,同期增加了112%。
探究Ibiden的封装基板2021年经营业绩如此靓丽,其原因来自三方面,具体如下。
第一,赶上封装基板市场扩大的大好形势。高端封装基板市场,Ibiden是捷足先登,多个领域的封装基板市场(远程办公需求的PC、AI芯片、高端数据中心设备等封装基板)迅速扩张,Ibiden也是多处摘满果实,大获收益;
第二,把握市场机遇总是给有所准备者。Ibiden面对封装基板市场需求在产品品种结构上的变化,Ibiden已确定了大力发展服务器用的高端封装基板的战略发展计划。为此,它在2019年起进行重大投资,意在新增封装基板生产设备。2018年至2022年四年间,在这项扩产计划实施中不仅投资规模巨大、连续,而且实现的目标,精确锁定在高端品种,技术水平又得到提升。如在2019年~2021年期间,对旗下大垣中央事业工厂和大垣事业工厂等两座据点合计投入1300亿日元扩产新线。其中,2020年10月间,在当时的服务器、电脑用封装基板需求扩大的背景下,大垣中央事业工厂新生产线(CELL5)开始动工建设,并于2021年下半年间开始投入使用。它不仅实现了产能的大幅增加,并且还解决了原多种封装基板品种,在同一条产线生产的弊病。2021年下半年,CELL5这条高水准产线,专一进行数据中心设备用新型封装基板品种生产。在2021年追加投建扩产的计划,对旗下河间事业工厂投资1800亿日元,以增产封装基板的产能,预计于2023年度完工开始进行量产。封装基板的产能比2021年底的产能再增4成。
第三,以工艺技术研发与采用高技术水准设备的持续投入为引领,追求最高端封装基板品种制造技术的提升,以保持市场强大竞争力。并采取不同应用领域并存,以规避某些终端市场需要的起伏风险。
Ibiden是Intel(英特尔)、AMD、NVIDIA(英伟达)等芯片企业最尖端的高性能半导体(CPU、GPU)封装基板重要供应商。它在封装基板技术与水平上不断追求更高。
Ibiden在生产经营封装载板的强项品种,是计算机处理器用FCBGA基板。它主要市场来自Intel电脑的MPU使用。Intel于2019年11月发布的“Ponte Vecchio”通用GPU,就采用了EMIB(嵌入式多芯片互连桥接)新技术。它帮助实现包括CPU、图形卡、内存、IO及其它多个芯片间的通信。EMIB是一个比一颗香米粒还小的复杂多层薄硅片,可以在相邻芯片间传输大量数据。Ibiden是最先配合Intel的EMIB开发成功并量产EMIB封装基板的PCB企业。所开发的EMIB基板(见图1所示),满足了Intel对线路微细化等高性能化的新要求。

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目前,全球封装基板的热门市场之一,是高端服务器、数据中心、网络设备用CPU封装基板。Ibiden与新光电气都具有很大的竞争优势,正在争夺这一热门市场的市占率。此类CPU封装基板多为FC-BGA型基板。它具有大型化(一般尺寸在70×70 mm以上)、高多层化(层数为16~18层,9-2-9层)、高微细化(L/S达10 μm/10 μm)为特点。目前Ibiden正在开发未来几年将会采用的下一代CPU封装基板产品,它的L/S为3 μm/3 μm,更加微细化线路,孔径在30 μm以下,更加高密度化布线。
几年前,Ibiden与AMD公司双方合作,主导开发的AI芯片,当前在半导体、服务器等应用领域得到广泛应用,需求急增。但是,Ibiden同时也遇到AI芯片及其GPU封装基板这一新市场与中国台湾同行的竞争挑战。
在2021年,Ibiden的数据中心设备用新型封装基板,在业界中领先进入产业化。
Ibiden在HDI板市场经营上,采取了应用领域多元化的策略。2021年,由于得到了服务器用模块基板需求旺盛的支撑,弥补了当年遇到的智能手机用HDI板市场持续低迷造成经营上的负面影响。
2.4
2021年间新光电气的封装基板经营与发展
新光电气工业株式会社(SHINKO ELECTRIC INDUSTRIES)为日本第二大、全球第五大的封装基板生产厂。Prismark预测新光电气的2021年PCB销售额在全球排名约为第十五位。目前新光电气是在MPU应用的倒芯片封装基板等方面,具有很强竞争实力的生产企业。它与Ibiden一起都是美国Intel公司用封装基板的主要供应商。特别是在台式计算机及服务器等用封装载板的高端领域市场,有很高的市场占有率。
与Ibiden相比,新光电气在高端产品市场占有率、尖端技术掌握,近年投资力度等方面,还存在着差距。新光电气的经营业绩的轨迹,近年并不是直线上升的,它有着市场竞争上的曲折经历,有失败教训,同时也有成功经验。
全球封装基板业者,都铭记着在2018年左右这一市场所发生的大变化。那时,在PBGA基板、存储器用BoC基板等BGA封装基板,台、韩企业的技术已走向成熟化,这造成市场价格竞争非常激烈。就在2019年上半年,Ibiden决定退出此类封装基板的经营,终断这类存储器用的薄型CSP基板之时,新光电气却由于当时在开拓高端封装基板缺乏技术实力,只得陷入与海外企业的低价格竞争之中。这也造成它在2018年~2019年的封装基板经营效益表现较差。新光电气的销售收入与经营利润的改变,是起步于2020年。它自2018年起至2021年期间,为了改善公司的封装基板产品结构,进行了在新设备上的大力投资建设,其投资额共计540亿日元。这项举措,在2020年见到实效,当年封装基板的销售额同比增加了7%。到了2021年,公司的新型FC封装基板产能,比2019约新增40%。产品结构获得很明显的改变。例如,它所经营的计算机、服务器用CPU基板,得到大幅增加。上述应用领域所对应高端FC-BGA基板,是采用了技术水平含量高的mSAP工艺。有关媒体报道,FC-BGA基板是随着微细化、高多层化、大型化需求而发展起来的新型、具有发展前景的封装基板。
在2021年间,新光电气在新井工厂新建成生产线上进行加工生产。新光电气投建新线的启用,起到了改变公司产品结构、工艺技术升级转换都起到重要的推动作用。
2.5
2021年间其它日本刚性PCB生产企业封装基板的经营与发展
还需要我们关注到,在近年,特别是2021年,在日本PCB业中除Ibiden、新光电气外,在封装基板的“热门市场”推进上,还有多家日本刚性PCB企业在此有经营建树,技术有较大的进取。日本整体封装基板业发展,特别是在技术“质”上的演变,日本的凸版印刷、富士通、京瓷、大日本印刷(DNP)等PCB企业在此方面的进取,也同样起到一定的推动作用。
2.5.1 凸版印刷
2021年FC-BGA半导体封装的市场需求迅速扩大,原来就有此半导体封装基板业务的凸版印刷株式会社(TOPPN),在PCB经营业绩上也得到了较大提升。在2014年,凸版印刷建起一条高端薄型芯板(高多层FC-BGA封装基板)生产线并投入使用,这得了海内外的下游半导体客户的特别关注。目前,它可以生产高端封装基板,例如FC-BGA封装基板。在高多层FC-BGA封装基板生产中,该公司已掌握了高密度积层、高多层的通孔间微细线路走线、窄节距FC凸块、SR坝、铜表面的微粗化处理等高端工艺技术(见图1所示)。

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作为日本上市公司的凸版印刷,在2021年公报中透露,将在2022年在新泻工厂实施投资设备的计划,投资额为112亿日元,且封装基板新线将在2022年间投产运行。
2.5.2 富士通
2021年,富士通(富士通互连技术株式会社)注重发展的主力PCB品种包括:(1)高多层PCB(主要品种为20~40层,终端产品为数据中心的背板,以及半导体关联的高多层板,其最多层数超过100层);(2)半导体互连的PCB(包括:探针卡、测试板及半导体封装基板等);(3)微细加工业;(4)加强在越南工厂FCV公司的实力(主要是增强车载基板的生产能力)。
目前,富士通正在积极发展生产封装基板的能力。特别是生产目前业界最关注的FC-BGA封装基板。据日媒报道,FC-BGA封装基板制造技术难度大,目前业界存在着供应不足的情况。富士通十分重视对种封装基板生产,有近期产能扩大的可能。由理化学研究所(负责计算机整体设计)、富士通株式会社(负责搭载CPU“系统主板”设计、制造)、昭和电工株式会社(负责基板材料提供)三方合作,在2020年“富岳”(Fugaku)超级计算机在2020年6月全球500强超级计算机测评中,获得排行榜上列为第一名。这种具有二十多层、高传送性的“富岳”计算机基板,在2021年出货情况很好,至2021年9月止富士通已销售累计8万枚PCB。
2.5.3 京写、京瓷
京写经营PCB事业中,目前主要是单、双面PCB产品。号称为“全球生产单面PCB的规模顶尖企业”。其中,月产能单面PCB在40万平方米以上(其中包括:日本九州厂8万平方米;中国广州厂22万平方米;印度尼西亚厂10万平方米;2021年建成投产的越南厂:n万平方米等)。
目前京瓷(京セラ)集团的京都绫部工厂的第1工厂和鹿儿岛川内工厂,即可生产FC-BGA半导体(它的封装基板由合作厂方提供)。2021年5月,京瓷向外界公布1700亿日元的设备投资计划,这项投资额是2020年设备投资的2.2倍。此设备投资,用于半导体陶瓷基板及有机树脂型封装基板。其中2021年扩产建设的有机树脂封装基板生产线,将设置在京都绫部工厂内2017年建成的第三工厂,计划在2022年中期投产。新线生产主要是FC-CSP封装基板(采用ABF基材的工艺)、模块基板等。
2.5.4 大日本印刷
2021年间,大日本印刷(DNP)正开发下一代封装用内插基板。内插基板是在半导体封装中多芯片与基板之间,起到电气连接的重要作用。这种线路的形成,是将新的印刷工艺技术运用到微细加工技术的典例。这项研究,计划在2024年将实现量产。此发明,主要是解决由于线路微细化,造成的电路电阻上升,配线间绝缘性低下的问题。

 

3.日本高端刚性车载PCB的市场与技术发展

3.1
综述
一份来自FBI(美)在2021年下半年公布的车载PCB市场的调查显示:在2020年,全球车载用PCB市场的规模达到59亿美元。2021年,尽管车载用PCB市场受到半导体器件供应不足及新冠疫情的影响,但它的市场规模仍处于正增长,达到了70.6亿美元。预测未来几年,全球车载用PCB市场仍将显示增长的趋势,2021年~2028年期间的年平均增长率将为7.3%。预测到2028年的市场规模将达到99.6亿美元。

据富士キメラ総研(日)近期公布的车载PCB市场规模调查结果:2019年全球需求车载PCB为 47200 k㎡,预测2030年将达到 82890 k㎡。从各个车载PCB品种市占率方面统计,预估2019年~2030年期间的年平均成长率分别为:车载用双面板增加4.7%:多层板增加4.3%,HDI板(高密度互连板)增加20.5%。

2021年,随着全球车辆电子化、新能源汽车市场扩大等,带动车载PCB需求量的增长,这也使得日本的汽车刚性PCB生产大型企业,如CMK、Meiko等在2021年经营业绩成长表现得十分亮眼。同时有些日本PCB企业将汽车PCB销售额首次提升到企业各PCB品种销售额的首位(例如:Kyoden株式会社),或是一跃成为汽车PCB制造阵列中的新军(例如:FICT株式会社)。

笔者不但看到日本不少从事汽车PCB经营的企业在销量、收益上颇丰;还看到在此时期中,在汽车PCB技术上又有新跨越。而这些技术新发展,是以新投资,增添新设备、提高设备水平作为支撑的。
3.2
CMK的车载PCB经营现况与技术新发展
3.2.1 车载PCB带动下2021年获得很好的经营业绩 

日媒2022年3月报道了CMK株式会社(中文称:希门凯电子)2021年度(2021年3月~2022年3月)PCB的经营业绩的实际报表情况。

2021年,由于CMK车载PCB的销售额比预计高出很多,使得公司整个PCB销售额达到795亿日元,总营业利润达到28亿日元,扭转了2020年销售额达到700亿日元,亏损17亿日元的局面。其中,2021年车载PCB的销售额为655亿日元,占该公司总销售额的85%。

CMK在2021年获得销售额高增长及经营利润扭亏增盈的缘由,该公司总结了以下主要原因:适应了汽车市场增加的形势,注重了提高了该公司车载基板的产销量;受到PCB原材料上涨的影响,促进了价格转嫁、合理化及经营效率的改善,使得收益增效。

从CMK的PCB产品销售市场的国家/地区角度分析,2021年销售额增加情况:CMK制造PCB最大的销售市场仍是日本本国,日本市场获得的销售收入为367亿日元,同比增加了15%;第二大市场为中国大陆,销售收入为218亿日元,同比增加32%;东南亚市场同比增加34%,销售额为182亿日元。可看出,中国大陆与东南亚成为CMK在这两个市场上,2021年PCB销售额有30%以上的增加。

3.2.2  2021年间取得了两项车载PCB的新成果 

车载PCB采用微细布线的新工艺技术方面,CMK在 2021年间取得了两项新成果。这两项新 技术成果,即已实现商品化的车载PCB新品,在2022年1月中旬在东京举办的亚洲最大规模电子产品展中首次亮相。

新成果之一:CMK采用HDI工艺法(该公司称为PPBU工艺法)研制出车载ECU(电子控制单元)用新型高多层主板(如图3所示)。它为2—4—2叠层结构,实现L/S=100 μm/150 μm。此PCB是用于搭载运用先进的mSPA(改良型半加成法)工艺制成的BGA(球栅阵列封装)封装基板,因此PPBU之2—4—2板需要满足抗震动及高耐热性方面的更严酷的性能要求,确保此车载ECU主板的高可靠性。为了实现此基板的高导热性,CMK在此芯板结构上,采用了厚铜(厚度为:75 μm、105 μm等)导热材料。

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新成果之二:CMK推出了车载激光雷达和微波雷达用天线板。这种采用高频覆铜板及采用mSPA工艺制出的天线板,其线路微细,实现L/ S=30 μm/30 μm。mSPA工艺的采用起到了确保通孔内的电镀层的厚度精密控制的作用,并且在线幅加工精密度上得到提高(线幅加工精确度可控制在±10 μm)。从而使天线传输特性得到提高,确保高的连接可靠性。
3.3
Meiko的车载PCB经营现况与技术新发展
3.3.1 汽车板市场扩大成为销售额大增的第一大源动力 

Meiko株式会社(中文称:名幸电子)2021年全球PCB企业销售额排名第14位,日本PCB厂家中排名第4。2021年Meiko在PCB经营上获得很好的业绩。销售额与经营利润比2020年有大幅增长,其原动力主要依赖于PCB产品在车载市场、手机及平板电脑市场的扩大。据Prismark统计:名幸电子在2021年的PCB销售额达到15.31亿美元,年增长率41.1%。特别是在2021年四季度(4Q)的销售额“突飞猛进”,增长幅度明显,同比增长了39.7%。

日媒报道,名幸电子在2021年上半期(4月~9月)的PCB销售额中汽车板占总销售额的50.1%(2019年上半期占总销售额的40%左右),可见名幸电子在汽车板市场扩大。在日媒此报道中,还客观地分析了名幸电子2021年年销售额高的其他两个因素的影响:2021年销售额的增加“其中,与覆铜板大幅涨价,造成转移到PCB售价提高有关。但是同时,在中国工厂(武汉、广东工厂,为名幸电子海外主办工厂——笔者注)由于曾发生过地区的局部限电,也造成海外厂对整个公司更多增产的影响。”

3.3.2 汽车板专业新厂启动建设

在2021年间,名幸电子确定了在日本山形县童市投资建设新的车载PCB专用生产厂。新厂建设的总投资200亿日元,属该公司近十五年来首次重大投资之举。计划新建的工厂占地0.5万㎡ 。在新厂内将设立新的技术中心及基板加工工序上,设置智能化搬运线等。它将在2022年3月开工建设,计划在2023年7月完成竣工,实现投产。

3.3.3 汽车板市场扩大成为销售额大增的第一大原动力

近期,名幸电子发布了车载基板技术发展路线图(见表2所示)。名幸电子在举办的“2022日本电子产品展”展会上,作了车载PCB产品及技术报告。这个报告内容要点,也诠释了表1所示的名幸电子在车载PCB技术上的新进展。

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名幸电子在“2022日本电子产品展”上的报告中介绍:在汽车驾驶安全系统中的动力控制,在车身装置的智能/自动化控制,以及在车载信息系统的控制装置中,对车载PCB性能要求是有差异的。在汽车驾驶安全系统中所用的基板,为了实现其高频特性,因基板上搭载了0.5 mm/0.65 mm间距的CSP(芯片级封装器件)基板,需要基板具有的高阻抗精度控制特性。并且,这类高频基板为了实现低成本化的需求,名幸电子还着力在ADAS用基板上,开发出具有高频特性的混压PCB产品(如图4所示),即聚四氟乙烯树脂或LCP(液晶聚合物)基材与常规FR-4基材实现混压工艺。而且名幸电子在这类具有高耐热性与承载大电流特性基板的制造中,还采用了厚铜基板与高Tg(玻璃化转变温度)基材混合结构。

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在满足车载小型化电子装置需求PCB的散热性提高方面,名幸电子新开发出由厚铜基板制成的刚挠结合PCB。此PCB有180度弯曲的构型,线路细线化(L/S=100 μm/100 μm)。这种PCB缩减了空间,提高了散热性能,是下一代汽车板需求量会有扩大的新型基板。

在车载功率模块基板方面,名幸电子开发了高导热、高耐电压性的PCB。它所用的基材是由 一种导热率为16 W/m·k特殊树脂作绝缘层的铝基覆铜板。绝缘基材厚度为150 μm、Tg为200 ℃,击穿电压达到5 kV以上。它是作为替代车载用传统陶瓷基板的下一代新型车载基板,有着很广阔的市场发展前景。

中国台湾工研院在研究了CMK与MEIKO两家日企的车载PCB制造技术的新发展后,总结归纳了它们的技术创新特点:“综合CMK与MEIKO车用板技术蓝图内容,可看出日厂因应电动车的需求,会朝向高密度化、高频材料以及高功率的产品开发……因应5G、ADAS、汽车电子化等需求,车用HDI产品将增加,同时也会朝高频材料与混合结构设计发展。而因应功率半导体元件的使用量增加,未来也会刺激高散热基板与刚挠结合板的发展。值得注意的一点,日厂有观察到刚挠结合板的应用潜质,可提供台厂在该产品开发上新的策略方向。”

3.4
Kyoden的车载PCB经营现况与技术新发展
3.4.1 车载基板成为企业总销售额中比例最高的一类品种 

Kyoden(キョウデン株式会社,中文惯称“京田”)是日本刚性PCB大厂之一,2020年在日本PCB销售额排名中列为第十。它PCB主导品种是高多层和HDI板。近年,该会社在车载PCB产量上得到很快增加。到2021年车载PCB的销售额,已占到该会社整个PCB总销售额的26%,车载PCB成为占总销售额比例最高的品种,排名第二三的市场分别是产业机械(机器人、工业控制设备等)和事务机械-精密机械,分别占总销售额的25%、9%。

该会社所产销的车载PCB,主要已用于毫米波传感器和驾驶记录仪;车载多信息显示装置;车载ADAS相关设备(自动驾驶支持系统);汽车导航和 ETC车载设备等。

在2021年,Kyoden取得了很好的经营业绩。Kyoden的电子事业部(以PCB经营事业为主)在2021年上期(2021年4月~9月),销售额实现了216亿日元,经营利润同比2020年增加了3.6倍。

3.4.2 海外厂的车载PCB产销量增大与其技术水平提升 

Kyoden的车载PCB生产主要在日本国内的静冈事业所与海外的泰国工厂。泰国工厂近两、三年将扩大车载基板生产经营作为重点。目前,该板订单中日本客户占比例最大。随着搭载安全驾驶支持系统(ADAS)的汽车及新能源汽车市场扩大,在泰国工厂常规生产的4~6层、贯通孔型汽车PCB产品的产量也不断增加。PCB性能随着客户的需求,也在不断改进提高。近一两年Kyoden正在计划(或可能在2022年实施)投资20亿日元,新增、改造泰国工厂生产汽车PCB的设备,以提高生产技术水平与高端基板产能。

3.4.3 开发成功高速厚铜电镀工艺法新型散热PCB

Kyoden利用高速厚铜电镀方法开发高散热高频PCB,它应用于车载模块基板、5G/6G基站装置等高散热、高频需求的终端产品中。新产品采用高速厚镀铜填充的散热部件,通过高导热性铜直接连接到基板底部进行散热。传统上,铜嵌件和铜硬币如图5(a)所示嵌入在电路板中,起到基板散热的作用。但这类工艺在大规模生产、基板可靠性和薄板支持方面都存在问题。Kyoden近年新开发了运用高速厚铜电镀新技术,开发出了高散热性高频PCB如图5(b)所示。新散热PCB使用厚铜电镀,形状和大小可以自由设置如图5(c)和(d)所示。另外,这种散热结构PCB可以对应于厚度在0.4 mm或更薄的薄板组件使用。它有助于高散热部件的散热措施,在5G支持6G基站的功率放大器和功率半导体元件中的确保高频性和高散热对策。

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3.5
FICT的车载PCB经营现况与技术发展

富士通集团(Fujitsu)旗下的PCB制造分会社——FICT株式会社(原为富士通インターコネクトテクノロジーズ株式会社, 中文惯称:富士通互连科技公司,2022年1月更名为“FICT株式会社”),成立于2002年。主要PCB工厂设在日本的长野工厂(现有生产厂房3栋)以及设在越南的FCV工厂。

FICT株式会社经营的主导PCB品种,为高多层板(包括服务器、大型计算机用PCB)、封装载板等。此两类PCB在日本业界具有一定的竞争实力,例如在2020年全球超级计算机第一名的“富岳(Fugaku)”超级计算机中,FICT担当了CPU“系统主板”设计、制造工作。到2021年9月止FICT已累计销售8万块“富岳”计算机用高多层主板。

自2020年~2021年来,FICT株式会社开始进军高频性车载PCB市场,并且获得不小的应用业绩。在2021年10月在日本东京召开“2021年电子设备整体解决方案展”上,FICT首次亮相了车载ADAS用毫米波PCB新品。该PCB为6层(2—2—2)结构,尺寸:190 mm×154 mm;L/S:100 μm/150 μm,已在FICT的越南厂实现量产。另外,在展会上所展示的5G基站用12层(3—6—3)新型高多层基板,板厚1.32 mm,也在长野工厂量产。在实现汽车母线内装化方面,长野工厂新开发出高导热型4层PCB,它的构造为在4层板嵌入1.0 mm厚铜,起到高效的基板散热功效。PCB线路设计L/S=250 μm/150 μm。
3.6
日本PCB业在发展车载PCB市场方面的新特点
从近一两年日本在发展刚性车载PCB技术及市场方面,可以归结为以下四个方面新特点:
其一,日本PCB企业在车载PCB新市场的开拓方面,总是以技术创新、品种结构升级换代、高 端品种产能果断扩张为引领。
其二,在车载PCB市场,高导热板现已成为市场竞争的焦点之一。在新能源汽车的高功率需求的驱动下,涌现出在刚性高导热基板采用厚铜的新结构、新工艺技术的创新成果。
其三,在ADAS、汽车高度自动化、5G车载网络化、基板模块化需求的驱动下,日本PCB企 业明显加快了实现汽车PCB布线更加微细化、多层化的市场争夺和技术开发。
其四,在汽车PCB高频化的驱动下,高频基材混合使用增多。日本PCB企业积极推进了其制造工艺技术的进步,提升高频基材混合的PCB水平。
以上所述的日本企业在车载PCB市场竞争中所表现出的新特点,值得我们注重研究与借鉴。
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