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日韩九成垄断下,一家深圳公司的突围之路|聪明的工厂

发布时间:2022-08-02  分类:深圳资讯  作者:admin  浏览:7255

编者按:2022年的全球经济风云变幻,但无论时代风口如何变化,实体产业永远是绕不开的话题。工厂又是实体经济非常重要的一环,且出现了很大的变量。所以基于此, 36深圳娱乐氪与ITES深圳工业展共同打造了「聪明的工厂」这个专栏,期待通过与真实工厂的实地探访、与企业内部的真诚交流,还原并发掘现阶段中国智造产业链集群的“聪明之处”。它可能是用“聪明技术”高效运转,也可能是通过“聪明方法”灵活调配,还可能是制造业中转型的舵手们,那些最前沿的“聪明脑袋”。在数个不同产业集群中,制造的力量是什么?我们期待能尝试跟踪自动化的进展,并从中找到共性。以下为我们的专栏第三期——宇阳科技。文|潘潇雨、高雅编辑|彭孝秋把机器人、AI、软件系统等一系列科技元素挪进工厂之后,现代工厂的姿态变的有些神秘。不少入局者想要神话自动化工厂的制造能力。比如工厂可以“黑灯”、“无人”、“无尘”,通上电就可以做到自动生产,各大原料从不同产业集群里纷至沓来,工人只需要在屏幕前看着流水线作业就可以,说不定还能吹上空调、吃着西瓜,想要的一切就可以达到理想产能了。这些畅想确实在走出科幻片,但还没有酷炫到人人都可以脱手。而当“黑灯工厂”开始成为人们对工厂的终极想象,自动化就成了每一个制造业工厂迫在眉睫的转型目标。那么,真实的工厂智慧会怎样体现?从现有的探索来看:一方面是通过自动化的设备,替代机械、重复的人工劳动;另一方面就是互联网的渗透,利用软件系统实现调度、追溯等,让产线变得更加柔性。近日,36氪走访了宇阳科技在深圳凤岗的车间,试图以宇阳为范本,从中管窥工业自动化浪潮下实体制造业的探索与转型。宇阳工厂3楼的车间里,一间屋子里摆着数十台价值百万的六面检测机正在轰鸣运转,这是MLCC(片式多层陶瓷电容器)制造的倒数第三道工序——外观检测,这一道工序需要将外观缺陷、尺寸异常的产品剔除。以往,由于电容体积极小,纯粹的人工检测就需要借助显微镜,并且肉眼进行外观检测时有偏差且效率较低,用宇阳科技董事长周春华的话来说:“曾经光是外观检测这一环,就需要一支庞大的队伍。”使用了全自动的六面检测机之后,通过光学与人工智能技术加持,该设备能够快速识别MLCC的6个不同侧面。通过图像对比,精准筛选出不符合要求的产品,识别效率可以达到每分钟8000-1w粒MLCC。“在外观检测上,我们基本可以无人化,并且效率提升是翻倍增长的。”周春华说。MLCC六面检测机更小、更高容的MLCC在MLCC复杂又精细的生产流程中,外观检测仅是其中的一环。想要真正了解一家公司的“聪明”之处,仍然离不开其背后整个行业与时代的变动。宇阳科技所制造的MLCC,在工业中被称为被动元器件之王,且素有“电子工业大米”之称。简单理解被动元器件,即内部不需要电源驱动,其本身不消耗电能,只需输入信号就可以进行放大、震荡、计算等响应,无需外部激励单元。被动元器件主要包括了电阻、电容、电感,而在电容市场中占比最高的就是陶瓷电容器,占比超过半数。如果仅看MLCC的地位描述,或许难有太多感知,但是MLCC的下游应用,却遍布我们日常生活的使用场景。可以说凡是带电的场景,大多都有MLCC的影子。一个更明显的感知是:在iPhone X单机中,搭载了1100颗MLCC,一台具备自动驾驶功能的电动汽车中有超过10000颗的MLCC。就是这样一个下游应用广泛、出货量极大的行业,市场却被国外厂商高度垄断。其中,处于第一梯队的是以村田、TDK、太阳诱电为代表的日本企业,村田市值已达到368亿美元;第二梯队则是以三星电机为代表的韩国企业。而作为世界电子产品制造中心的中国,每年对MLCC的消耗接近全球产能的70%,但国内的供应厂商却仅占10-12%。目前,MLCC已经成为我国第二大进口电子元器件,仅排在芯片之后。巨大的贸易逆差以及电子生产的重要地位,都意味着MLCC的国产替代之路不可避免。而与此同时,随着5G的普及,不论是5G基站还是设备,也对MLCC提出了更小尺寸、更高容量和更高温度上限等要求。事实上,小尺寸、高容量的趋势,已经率先在海外开始。在2016年左右,随着MLCC的毛利逐步走低,海外村田、TDK等厂商开始将视线聚焦在了高端领域,转向生产更小尺寸、高容的MLCC。而宇阳科技聚焦的正是小尺寸和高容的MLCC领域,从2001年成立至今,宇阳就定位在制造消费级的小型MLCC上,面向移动通讯设备、计算机及周边产品、芯片内置、家用电器等终端设备。目前主要产品包括01005、0201、0402尺寸的MLCC,以及最新推出008004尺寸(0.25mm*0.125mm*0.125mm)超微型MLCC,应用于芯片内埋、SIP封装、智能穿戴及移动设备升级等产品。这款008004尺寸的超微型MLCC,对比国内现有的通用型01005尺寸(0.4mm*0.2mm*0.2mm),体积缩小了约75%,也在一定程度打破了国外对高端领域的垄断。但是,如果拆解MLCC的制造流程,就会发现把MLCC的尺寸做的更小,并非易事。将一个MLCC从竖直方向抛开,会看到它的结构有些像千层蛋糕,是由一层陶瓷电介质一层金属内电极交替堆叠而成。因此,电容越薄,能堆叠的层数就越多,电容的容量也就越大。“所以业内在衡量一个MLCC企业的技术实力时,就看谁能在相同特性下,把单层的电介质做得更薄,且没有瑕疵、薄而不透。”周春华告诉36氪。而制作出一个完整的MLCC,需要经过16道工艺流程,从配料、流延印刷叠层,再到烧结、外观检测等。每一道工艺流程中都会体现技术沉淀,这也是国内厂商迟迟难以打破国外垄断的原因。MLCC的工艺流程,来源:华西证券比如在配料中,首先是陶瓷粉体要足够细腻,原材料的精度越高做出的电容片才能越薄;而在原材料中,各家为了实现不同工艺参数和材料特性,也会用其他材料进行掺杂,这里的配方与调制就需要大量know-how。“要在理论指导下,靠不断试错积累起来。”决定MLCC能否做得更小、更高容,周春华也总结了三大因素:一是使用的材料体系;二是使用的设备精度;三是采用的工艺参数。宇阳的优势也体现在此,一方面是从创立初期,宇阳就选择了做消费级的小型化产品;另一方面是核心的工程团队都是在离开校园后就一直深耕在宇阳,形成了近二十年的技术积累。聪明≈自动+柔性MLCC的国产替代早已开始,只不过在这样一个极重经验的行业,早期的技术与经验积累往往就成了后来者难以企及的高度。比如日本的三大MLCC厂商均成立在上世纪30、40年代,不论是在使用的电子陶瓷粉原材料,还是叠印、共烧工艺上,他们都已经形成了极高的技术壁垒。此外,由于对工艺的细节要求,也促使自动化设备开始大量应用在工厂中,比如日本厂商在烧结工艺上有精度更高的各式氮气氛窑炉等。但是这些专用设备,如高端的堆叠机、印刷机、切片机和端银机等,却大多被日本为首的厂商垄断。不过随着国产替代浪潮,国内的设备生产商也逐步实现了某些环节的技术突破,比如博杰股份(002975.SZ)旗下的奥德维,其六面检测机的检测速度已经超过了1W颗 /min,达到了行业前沿水准。但在这样极端要求技术积累与know-how的工艺流程中,MLCC想要彻底实现替代,仍需要一定时间。MLCC上下游,来源:开源证券不过好在,国内企业的一大优势在于柔性交付上,也就是能够满足更多样的客户需求,快速响应定制化的产品。“经常会有客户提出一个紧急需求,我们就要快速响应,包括迅速改变原有的产线安排。所以,这也对我们的生产管理系统和调度水平提出了更高要求。”周春华介绍道。所以工厂的智慧,往往也在软件中体现。例如宇阳通过打造了SAP、MES和WMS三大软件系统,能够实现对MLCC生产流程以及库存的精细化管理。“比如通过MES系统,我们的后台调度能在调整产线时快速反应,减少了人到现场部署的时间。”事实上,在MLCC行业,谈让工厂变得更“聪明”,实则离不开行业毛利逐渐走低的倒逼。近年来,上游原材料成本大幅增长,MLCC厂商的利润也被一压再压,再加上日益上涨的人工成本以及日益短缺的劳动力,自动化就成了降本增效的最优解。而“降本增效”,也是如今工厂在自动化浪潮中的最核心指标。“即便有些环节可以用自动化设备,但是投资回报的周期很长,那我们也不会投入自动化设备。”周春华表示。除了成本问题,还有一个制约自动化的核心原因就是工厂产线的不标准。在MLCC半连续半离散的制造过程里,由于产品形态高度不确定,因此在不同工艺环节之间实现完全自动化,现有的设备并不能满足。另一个不标准体现在产线的变动,由于对国内客户实现更柔性化的交付,就需要工厂根据需求变动产线上的工装、夹具等。而现阶段来看,自动化设备在支持产线变动上不能够做到足够的柔性。在如今自动化、智能化的浪潮下,工厂的转型升级与软硬件设备的更新迭代更像两把推手,共同推动着我国的制造业迈向新阶段。不过,显然距离工厂真正实现“耳聪目明”的最终设想,仍有一段漫漫长路需要双方在不断磨合与博弈中,缓步前行。至于最终的工厂究竟应该“聪明”到怎样的地步,没有人能够对其下定义,只不过有一个绕不开的判断标准——满足需求。