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          2018中國電子制造設備自動化市場研究報告

          2018-07-31 16:41:05 出版:《控制與傳動》第4期

          電子制造行業,包括半導體,光電子,電子元器件,SMT,PCB等電子產品。

          一、電子設備制造行業主要設備概述

          電子制造行業種類繁雜,其加工需要的設備涉及各種電子器件的加工。電子制造設備包括半導體設備,光電子設備,電子元器件設備,SMT設備,PCB設備,環境試驗設備,防靜電裝備,超聲波設備,凈化設備,激光設備以及其它電子通用設備。

          近幾年中國電子設備行業都處于一個高速發展的階段,各種新產品層出不窮,各大廠商都在抓住技術變革使勁朝前跑,近幾年各大廠商都在新上生產線或者新上生產設備來加快生產,比較典型的是富士康,2012年開始新上了大量的自動化產品。預計未來幾年,電子行業還會處于一個比較穩定的增長階段,特別是國家重點扶持的LED照明行業。

          1.半導體設備

          一般把介于導體和絕緣體之間的材料稱為半導體。與導體和絕緣體相比,半導體材料的發現是最晚的,直到20世紀30年代,當材料的提純技術改進以后,半導體的存在才真正被學術界認可。

          半導體的分類,按照其制造技術可以分為:集成電路器件,分立器件、光電半導體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等.

          2.光電子設備

          光子學也可稱光電子學,它是研究以光子作為信息載體和能量載體的科學,主要研究光子是如何產生及其運動和轉化的規律。所謂光子技術,主要是研究光子的產生、傳輸、控制和探測的科學技術。現在,光子學和光子技術在信息、能源、材料、航空航天、生命科學和環境科學技術中的廣泛應用,必將促進光子產業的迅猛發展。

          3.電子元器件設備

          電子元器件是元件和器件的總稱.,包括元件和器件。

          元件:工廠在加工產品時沒有改變分子成分產品可稱為元件,不需要能(電)源的器件,包括:電阻、電容、電感器。又可分為電路類器件和連接類器件。電路類器件包括二極管,電阻器等;連接類器件包括連接器,插座,連接電纜,印刷電路板。

          器件:工廠在生產加工時改變了分子結構的器件稱為器件,器件分為主動類器件和分立器件。主動器件的主要特點是:自身消耗電能,還需要外界電源。分立器件分為雙極性晶體三極管、場效應晶體管、可控硅和半導體電阻電容。

          4.PCB設備

          PCB(PrintedCircuitBoard),中文名稱為印制電路板,又稱印刷電路板、印刷線路板,是重要的電子部件,是電子元器件的支撐體,是電子元器件電氣連接的提供者。由于它是采用電子印刷術制作的,故被稱為“印刷”電路板。

          根據電路層數分類:分為單面板、雙面板和多層板。

          根據軟硬進行分類:分為普通電路板和柔性電路板。

          PCB設備主要包括制前設備、基板加工設備、壓合設備等。

          PCB板的加工流程為:裁板-->壓板-->鉆孔-->鍍銅-->印刷-->噴錫-->成型-->電測-->檢驗-->包裝

          5.環境試驗設備

          環境試驗是為了保證產品在規定的壽命期間,在預期的使用,運輸或貯存的所有環境下,保持功能可靠性而進行的活動.是將產品暴露在自然的或人工的環境條件下經受其作用,以評價產品在實際使用,運輸和貯存的環境條件下的性能,并分析研究環境因素的影響程度及其作用機理。

          A、按環境試驗形式分類:(1)自然暴露試驗(2)現場試驗(3)人工模擬試驗。

          B、按環境試驗性質分類:(1)氣候環境因素(2)生物及化學因素(3)機械環境因素(4)綜合環境因素。

          6.防靜電裝備

          靜電是一種客觀的自然現象,產生的方式多種,如接觸、摩擦等。靜電的特點是高電壓、低電量、小電流和作用時間短的特點。靜電就是一個靜止不動的帶電電荷,靜電大多數通常是由于摩擦和分離造成的,摩擦引起熱,促使材料內部中的分子活躍起來,然后兩種物質被分離,電子從一種物質轉移到其它物質就可能發生了。

          7.超聲波設備

          超聲波是頻率高于20000赫茲的聲波,它方向性好,穿透能力強,易于獲得較集中的聲能,在水中傳播距離遠,可用于測距,測速,清洗,焊接,碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽覺上限而得名。

          超聲波塑料焊接的方法有熔接法、埋植(插)法、鉚接法、點焊法、成型法、切除法。

          電子元器件的基體清洗:電子元器件的基體是由半導體材料制成并封裝在金屬或塑料殼座中形成的,在封裝前,不但對殼座必須清洗,而且也必須對基體進行清洗,如IC芯片、電阻、晶體、半導體、原膜電路等。

          8.電子通用設備

          電子制造需要的設備種類繁雜,有一部分可以通用,包括真空設備、焊接設備、沖壓設備、鉚接設備、等離子切割機、數控設備、冷、熱壓機、電火花加工設備等。

          二、電子設備制造行業發展環境及經濟現狀

          近幾年中國電子設備行業都處于一個高速發展的階段,各種新產品層出不窮,各大廠商都在抓住技術變革使勁朝前跑,近幾年各大廠商都在新上生產線或者新上生產設備來加快生產,比較典型的是富士康,2012年開始新上了大量的自動化產品。預計未來幾年,電子行業還會處于一個比較穩定的增長階段,特別是國家重點扶持的LED照明行業。

          1.集成電路生產設備

          (1)8英寸0.13微米集成電路成套生產線設備產業化

          在“十一五”攻關的基礎上,以設備生產能力的提升和產業化為重點。解決以光刻設備、刻蝕設備、離子注入設備、退火設備、單晶生長設備、薄膜生長設備、化學機械拋光設備和封裝測試設備為代表的8英寸0.13微米工藝的集成電路成套設備的自主研發,突破核心關鍵技術,在國內建立成套生產線,提高半導體設備行業的配套性和整體水平。

          (2)12英寸65納米-45納米集成電路關鍵設備產業化

          光刻機:基于國產核心部件完成90納米光刻機的產品定型,形成小批量生產能力,實現產品銷售。

          刻蝕機:使國產65納米-45納米刻蝕機進入主流生產線,實現刻蝕機的產業化;完成45納米以下柵刻蝕和介質刻蝕產品研制,逐步完成關鍵技術攻關,實現設備生產線驗證及商業設備定型設計。通過納米刻蝕機研制和工藝開發掌握高密度等離子刻蝕機制造的核心技術。

          封測設備:開展先進封裝圓片減薄設備、三維系統封裝通孔設備、高密度倒裝鍵合設備、新型晶片級封裝用設備等的研發。

          其它設備:完成45納米薄膜設備、摻雜設備、互聯設備、平坦化設備、清洗設備、工藝檢測設備等整機產品的研發,在工程樣機設計及工藝開發的基礎上,結合可靠性、穩定性等產業化指標要求,改進設計,制造中試樣機,通過大量工藝驗證與優化試驗,確定商業機設計,實現產業化銷售。

          2.太陽能電池生產設備

          太陽能級多晶硅及單晶硅生長、切割、清洗設備產業化;全自動晶硅太陽能電池片生產線設備研發及產業化,重點發展擴散爐、等離子增強化學氣相沉積設備(PECVD)等關鍵設備;重點突破自動圖像對準技術、柔性傳輸技術、高精度印刷技術、高速高精度對準技術、測試分選技術、智能化控制及系統集成技術,進一步提高電池片電極印刷、烘干、測試分選速度,實現產能達到1440片/小時以上、碎片率低于0.5%的全自動太陽能印刷線設備產業化。

          薄膜太陽能生產設備,硅基類薄膜太陽能電池設備:重點提高大面積沉積的均勻性,進一步提升設備運行的穩定性,適度提升自動化程度,提高生產效率。

          碲化鎘(CdTe)薄膜太陽能電池設備:突破真空鍍膜設備技術難點,研發新型升華源的結構,進一步提高溫度均勻性,開發在高溫、真空環境下的傳動系統。

          銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池設備:突破真空鍍膜設備、材料濺射、硒化技術等技術難點,實現元素配比的精確控制,保證大面積沉積的均勻性,提高生產效率,降低制造成本。實現0.7平方米以上、電池轉化效率達14%以上的CIGS整線設備集成。

          3.新型元器件生產設備

          中小尺寸有機發光顯示(OLED)生產設備研發及產業化,解決無源有機發光顯示(PM-OLED)用有機蒸鍍和封裝等關鍵設備大面積化和低成本化等問題,重點發展蒸發源、掩模對位、玻璃和掩模板固定裝置等設備,進一步提高生產效率。

          高儲能鋰離子電池生產設備研發及產業化,突破電池漿料精密攪拌技術、電極極片精密涂敷技術、極片精密軋膜技術及快速極片分切技術,實現400升(裝量)漿料攪拌設備、650毫米(幅寬)擠出式涂布設備、Φ800(軋輥直徑800毫米)強力軋膜設備、極片分切設備(分切速度30-35米/分鐘)研發及產業化,實現整線設備集成。

          其他元器件生產設備研發及產業化,重點發展高性能永磁元件生產設備、高亮度LED生產設備、金屬化超薄膜電力電容器生產設備、超小型片式元件生產設備、高密度印制電路板生產設備、高精密自動印刷機高速、多功能自動貼片機無鉛再流焊機、高精度光學檢測設備。

          4.通信與網絡測試儀器

          滿足時分雙工長期演進技術(TD-LTE)網絡測試的多模終端樣機的研發,開發TD-LTE路測分析儀并達到商用化要求,配合TD-LTE技術網絡試驗和規模商用。

          5.半導體和集成電路測試儀器

          滿足對多種功能半導體和集成電路進行測試需求的射頻與高速數模混合信號集成電路測試系統;存儲器等專項測試系統;半導體和集成電路在線測試系統、測試開發系統。

          6.數字電視測試儀器

          滿足數字電視和數字音視頻測試需求的數字電視信號源、數字音視頻測試儀、碼流監測分析儀、圖像質量分析儀、數字電視上網融合分析儀、網絡質量和安全監測儀、數字電視地面信號覆蓋監測系統。

          三、電子制造設備行業自動化市場概述

          作為典型的OEM行業,電子制造設備行業涉及的產品類型較多。整體而言,在半導體器件和集成電路專用設備和電子整機裝聯設備兩個子行業自動化應用程度較高,使用到的自動化產品包括PLC,低壓變頻器,HMI,以及伺服產品等都具有廣泛的應用。

          PLC作為控制系統在電子制造設備行業運用比較多,尤其在半導體器件、集成電路專用設備行業的電子整機裝聯設備自動化程度比較高,電真空器件專用設備以及例行試驗和可靠性試驗設備包含力學環境試驗設備、氣候環境試驗設備、可靠性試驗設備等也會涉及到。電真空器件專用設備中近幾年發展比較快的是LCD設備,基本都用PLC控制,每臺設備上配置主機一臺,擴展單元4-5套。LCD設備包含了數個工藝流程,不同的設備應用的PLC有很大的差異。大部分工藝過程應用到PLC的IO點數不超過80,但也有大型設備超過300點的情況。

          HMI作為與PLC連接的設備,運用也比較廣泛。半導體器件、集成電路專用設備行業以及電子整機裝聯設備都會用到HMI產品,占有比較大的份額。

          低壓變頻器和伺服主要運用在電子制造設備行業的生產線中,主要運用在半導體器件、集成電路專用設備行業以及電子整機裝聯設備中,例行試驗和可靠性試驗設備也會涉及,只是不太普遍。

          2017年電子制造設備行業涉及的自動化產品市場比重中,PLC占到了19.1%,HMI占到了7.3%,低壓變頻器市場占到了23.0%,伺服的市場占到了50.6%,如圖1所示。

           

          1.PLC市場

          電子制造設備行業中使用到的PLC,主要包括小型PLC和中大型PLC,2017年小型PLC和中大型PLC在電子制造行業PLC市場占比分別為69.8%、30.2%,如圖2所示。

          PLC在2017年智能硬件產品整體市場表現強勢,特別是智能手機、智能手環、兒童手表等,帶動電子設備制造業快速發展。

          電子制造行業種類繁雜,為了拓展該行業,為客戶提供更好的服務,多數的PLC廠商在該行業的都設有專有部門。

          在電子制造行業PLC市場中,以三菱的市場份額領先,西門子、歐姆龍緊隨其后,如圖3所示。

          2.HMI市場

          2017年電子制造設備行業的HMI中,Siemens、Pro-Face、Omron銷售額較高,如圖4所示。

          3.低壓變頻器市場

          2017年電子制造設備行業低壓變頻器產品銷售額達到了7.92億元,市場規模如圖5所示。

          4.伺服市場

          伺服在電子設備制造行業的應用主要使用品牌為松下、安川,三菱、臺達,其占據了2017年銷售額的大多數,如圖6所示。

          隨著經濟危機的逐漸淡去,電子制造設備行業在2009年底至2010年中旬逐漸開始復蘇,再加上國家對電子行業的大力推動發展,相信在未來的幾年,電子制造設備行業必將迎來快速的發展,同時帶動相應的自動化產品需求量增加。

           

          供稿:《控制與傳動》第4期

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