今年早些时候，由于疫情无法跨越大西洋亲自参加IPC APEX EXPO 2021展会，我在英国的深夜等待着参加“IPC经理人论坛”垂直整合主题研讨会。付出得到了很好的回报——这是一场有深远意义的研讨会。
我入行初期，电子行业出现了典型的垂直整合特征，大多数大公司都配套内部PCB工厂。这些PCB工厂按照企业自身的内部设计和标准进行生产，并开发内部技术和工艺。但是，独立专业工厂出现，因其可观的规模经济，逐步主导了该领域的业务。独立工厂遵行国家标准和国际标准，在公开市场购买材料和化学药水，从而使制造技术相对一致。我记得在20世纪70年代末到80年代初，仅在英国的PCB行业，无论家庭工厂还是大型工厂，就有400多家。随着业务逐渐向亚洲转移，工厂数量下降，目前，仅余不到40家。且该行业在很大程度上是依赖供应商进行技术创新，而不是自己开发工艺。
Gene Weiner
IPC名人堂成员Gene Weiner主持了“管控转型期的挑战”主题环节，Alex Stepinski、Diane Maceri、Jessi Hall和Jeff Leblanc介绍了令人耳目一新的“新一代垂直整合”理念。
美国GreenSource Fabrication副总裁兼AWP集团总经理Alex Stepinski是美国PCB绿色和自动化智能工厂的开拓者。GreenSource公司克服了成本、环保的问题。他还将PCB制造和设备供应商整合一体，将新工艺概念工业化，为行业提供开发、建立智能工厂的整体解决方案。Alex通过案例回顾了过去8年的发展历程，并提出“如何从发明家变成承包商？分哪几个步骤可实现垂直整合？”的方案，基于此展望了未来。
在美国开办一家新的PCB工厂，挑战巨大，尤其是面对由于行业规模缩小而缺失熟练技术工人这个问题时，且由于高成本地区的不利因素、严苛的法规以及对亚洲供应链的依赖，进一步加剧了困难。
Alex Stepinski
Alex Stepinski是在波兰的酒店内连线演讲，音质效果不太好，他回顾了GreenSource公司从2013年开始的大事件，通过最初的安装、一些显著的工艺创新以及对设备供应商的收购，实现了Whelen工厂的设计和建造。2020年，公司制定了一项涵盖PCB、废水回收和交钥匙工厂的综合业务计划。
原Whelen工厂投资1200万美元，拥有19名员工，主要生产双面PCB，涂层为HASL和ENIG，产能约为50块/小时。2017—2018年，工厂已具备线宽/线距可达15微米、微通孔直径为30微米的多层HDI生产能力，实现了如SAP和选择性阻焊等工艺。
公司从德国采购相关的设备，但当供应商遇到财务困难时，GreenSource决定对其进行收购，并重做工程设计，以符合GreenSource的智能工作单元和回收技术的愿景。由此产生的设备部门成为胜伟策和Vicor公司的交钥匙项目供应商，其价值主张包括工厂设计和设备选择、许可应用技术细节、GreenSource工厂员工培训、设备制造和安装，以及工艺调试和资格鉴定。Stepinski列举了其“蓝海”战略的优势，该战略侧重于将工业4.0集成到PCB领域，以减少PCB制造对环境的影响和降低对熟练人工的依赖。目前，波兰AWP工厂生产了一系列设备，已在新罕布什尔州Charlestown进行测试和鉴定。
Alex介绍了废液零排放（Zero Liquid Discharge ，简称ZLD）的回收专利技术。“GreenSource的卫生间用水量比工厂用水量多”，他强调。该工艺将很快在胜伟策和Vicor集团完成首次商业化安装。
他列出了目前的发展路线图，包括智能仓储系统、在线计量系统、用于管理工厂的全数字孪生系统、基于人工智能和机器自主学习的生产调度、高达10∶1厚径比的深盲孔升级以及通过人工智能和机器学习自动生成药水配方。
胜伟策
Stepinski介绍了垂直融合的概况后，轮到他的交钥匙客户来揭示其策略背后的原因。Schweitzer Engineering Laboratories（简称SEL，胜伟策）供应链总监Diane Maceri和垂直整合高级总监Jessi Hall解释了公司决定在爱达荷州新建PCB工厂的原因和方式。
Diane Maceri
Jessi Hall
作为推出了世界上第一台数字继电器（1984年）的胜伟策，其总部位于华盛顿州Pullman，在爱达荷州Lewiston设有工厂。目前公司拥有5000多名员工，为世界各地的公用事业和工业提供完整的电力系统保护、控制、监测、自动化和集成服务，企业宗旨是使电力更安全、更可靠和更经济。公司拥有9条SMT组装生产线，专门生产快速周转的定制产品。大多数元件都是在组装厂附近采购，其供应商合作关系密切，共享胜伟策的持续改进理念。Diane Maceri明确表示，公司与其现有的PCB合作伙伴关系良好。在20世纪90年代和21世纪中期，因越来越多地从中国购买大批量PCB，北美工厂的数量从2000家减少到200家，与我在英国观察到的情况相同。剩下的企业则更专注复杂的PCB技术，无论是从数量还是从性价比来看，很少有工厂能够满足胜伟策的需求。
为此，需要实施长期战略来保持供应，同时要跟上技术发展的步伐。最后，在GreenSource的帮助下，胜伟策决定建立专属PCB工厂。
Jessi Hall解释了世界级制造的好处，如缩短反馈循环和交付周期、减少库存和改进质量控制。SEL计划在爱达荷州Moscow建造一座10万平方英尺的专属工厂，既离使用PCB的工厂近，又离爱达荷大学很近。他们的决定得到了现有供应商的支持，从收购到自己生产的全面过渡预计需要几年时间。工程于2021年春季开工，计划于2022年12月完工。他们已经在聘请技术团队成员，这些成员将在GreenSource接受培训。到目前为止，显然有很多信息要考虑：地点、联邦法规、了解供应商及新技术，了解人员配置的需要。公司已经拥有了很多专业知识，缺少的部分需要供应商强大的支持。强大的跨职能团队对项目的进展至关重要。与合作伙伴和当地社区的良好沟通也是至关重要的。除了接受在GreenSource的培训外，还将鼓励新的团队成员在SEL内部工作，以了解上下游客户的需求和限制。
Vicor Corporation公司
GreenSource的第二个交钥匙客户是Vicor 集团（总部位于马萨诸塞州的Andover），该公司是模块化电源组件的设计和制造商。Vicor集团高级战略采购经理Jeff LeBlanc做了演讲。
Jeff LeBlanc
他介绍Vicor是一家具备垂直整合属性的工程驱动型企业，拥有完全自动化的制造环境。其目标是提升符合公司战略的竞争力，愿意在持续的自动化和改进灵活性方面开发和投资。目前，公司在整个制造过程中广泛使用商业智能，大大缩短产品上市周期。Vicor的产品组合广泛，有9000多个正在生产的电源模块以及相关的元件，所有新的设计均已投入生产。
“为什么电力解决方案制造商会在IPC峰会上谈论电镀一体化？”LeBlanc问。“为什么顾讨论电镀，而不是继续合作/外包这些业务？”
Vicor的下一代技术工艺路线是建立在电镀、成像和蚀刻基础上的。工艺能力及流程成为产品组合的一部分。因此，这并不是关于投资回报的讨论，而是关于不投资电镀能力，会为企业带来怎样的风险，以及一旦供应链存在任何缺口，对Vicor未来的投资、收入意味着什么。同时，Vicor的产品不一定适合传统的PCB工厂。通过与GreenSource和AWP沟通，确定未来公司所涉及的大量工程将不适合PCB大批量工厂，而最好在内部进行生产。目前与GreenSource的战略合作已经达成，将致力加速NPI，通过应用面向未来的工艺开发，使新技术产品可更快地推向市场，这符合Vicor的战略——成为市场先驱者并实现全自动化。Vicor的表面贴装芯片数量呈指数级增长，主要市场在计算、汽车和先进工业应用领域，其他市场开发领域包括国防、航空航天和人工智能，均为专注于高效低热输出的高端电源。
LeBlanc介绍了Andover工厂90000平方英尺扩建计划，该计划现将增大电镀单元，增加机械和激光钻孔设备。PCB厚度范围为0.05~8mm，质量可达10kg，建成后，每周可增加8.8平方英尺的产能。
建设正在进行中……哦，在新英格兰冬天建筑的乐趣！
Gene Weiner宣布会议结束时，他强调，由Alex Stepinski等有远见的领导者通过新一代垂直整合，PCB必定会有令人兴奋的未来。
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