我最近參觀了在俄勒岡州比弗頓的MKS工廠，采訪了Todd Templeton、Chris Ryder、Kyle Baker和Martin Orrick。值得注意的是，MKS在2019年收購了ESI，并保留了ESI品牌。在這次采訪中，他們介紹了MKS采用HDI和UHDI技術的方法、基礎材料的現(xiàn)狀，以及前沿技術的未來發(fā)展趨勢。

Nolan Johnson：Todd，目前的市場發(fā)展趨勢是什么，客戶有什么動態(tài)？有哪些挑戰(zhàn)?

Todd Templeton：提到HDI，行業(yè)發(fā)生了有史以來很大的變化，即更多的投資進入了IC載板領域。2019年我們推出了主要針對HDI市場的Geode鉆孔系統(tǒng)。從那以后，我們經(jīng)常聽到客戶說“這個系統(tǒng)很好，但貴公司能開發(fā)針對IC載板的設備嗎？”因此我們關注ABF(Ajinomoto積成膜)載板，并加大投資以滿足客戶的需求。

Chris Ryder：我們將Geode CO2鉆孔系統(tǒng)擴展到IC載板領域，結果證明它是可以適用于廣泛應用的極佳模塊化平臺，可以很好適應各種剛性面板產(chǎn)品。目前Geode鉆孔系統(tǒng)已經(jīng)有了相當廣泛的應用，從標準的商用HDI產(chǎn)品到mSAP和SLP載板，但這些都是覆銅板材料。因此我們制定了擴展FCBGA市場的未來計劃，一直在為該市場開發(fā)和調整平臺，以適應額外的ABF特有結構。

需要明確的是，我們通過高端Geode鉆孔系統(tǒng)配置為部分基于ABF的市場提供服務，但仍需更具體地關注該產(chǎn)品的范圍和細分市場。隨著發(fā)展我們會分享更多的信息。

Johnson：你是否發(fā)現(xiàn)全球范圍的投資意愿都增強了?

Templeton：是的，到處都是這種情況，不局限于地區(qū)。正如Chris所說，我們有針對HDI和mSAP市場的穩(wěn)定產(chǎn)品平臺，但客戶表示“在IC載板方面的投資越來越多，你們有相應的解決方案嗎？”通過對系統(tǒng)架構進行一些小的調整，可以擁有在該領域極具競爭力的產(chǎn)品，這一需求推動了我們在剛性板領域的開發(fā)和關注。對于撓性PCB，我們有多種方式來支撐對產(chǎn)品的需求。

Johnson：疫情開始時你認為這些應用將成為主流，現(xiàn)在是否發(fā)生了變化?

Templeton：有改變嗎？最初主要是由5G驅動，要確保每件產(chǎn)品都有正確的元器件，比如天線、間隔站等。我認為現(xiàn)在情況沒有太多變化。

Ryder：疫情導致對高功率、高性能計算（high-performance computing ，HPC）產(chǎn)生了更多的需求。這無疑是FCBGA和ABF快速發(fā)展的推動因素。疫情之前該市場就開始發(fā)展了，但自那之后，焦點有所增長，需求也在加速發(fā)展。

Johnson：還有基于云的數(shù)據(jù)中心和核心信息流內容？

Ryder：是的。過去幾年，服務器、HPC和數(shù)據(jù)中心需求一直在上升。另一方面，客戶對所投資的技術以及投資的時機變得更加謹慎，這在一定程度上改變了過去十多年采用新技術的速度。

Johnson：這似乎意味著經(jīng)濟正在放緩并趨于保守。

Ryder：不一定。制造商希望能夠對目前的市場趨勢做出更迅速的反應，而不是對長期趨勢進行猜測。例如客戶希望縮短設備的交付周期，以便在產(chǎn)品整合、產(chǎn)品實施和上市方面做出更及時的決策。在行業(yè)的某些領域，通過及時響應這些需求我們取得了一些成功。當客戶決定啟動項目時，他們無法接受購買制造工具需要一年的交付周期。因此敏捷性將有益于我們。

Johnson：部分市場顯示我們正處于從電路板制造到組裝的激進投資邊緣。在過度優(yōu)化供應鏈方面，我們吸取了很多教訓。

Ryder：我認為最近東南亞和北美地區(qū)業(yè)務和發(fā)展的增長對公司和團隊來說是非常積極的促進。

Templeton：這一趨勢確實有些逆轉，美國和歐洲在這方面的投資更多。以前這并不是受到重視的選項。

Ryder：例如，我們的鉆孔系統(tǒng)與北美PCB制造市場的相關性越來越強；老實說這不是開發(fā)該工具時的核心關注點。美國PCB市場的技術范圍不同于亞洲市場，對此我們在技術開發(fā)方面有了新的焦點和區(qū)域投資，我們很自豪能夠進軍美國PCB市場。

Johnson：北美和歐洲地區(qū)的優(yōu)勢是更模塊化和適應性更強。但亞洲就不是這樣了，亞洲已經(jīng)優(yōu)化了全面生產(chǎn)。這為公司在北美的擴張奠定了基礎。你發(fā)現(xiàn)這種情況了嗎?

Ryder：我們發(fā)現(xiàn)了一些跡象，有一些標示性投資。例如我們最近成為了TTM的戰(zhàn)略合作伙伴和供應商。目前我們沒有看到較大的擴張，但重新關注點顯然是卓越制造。我們會看到它的發(fā)展方向。《CHIPS法案》是朝著正確方向邁出的一步，但它也是供應鏈上的三四步。它開始考慮半導體采購問題，但沒有直接考慮PCB、載板和封裝技術的采購問題?；蛟S我們會看到，在這些細分市場上的一些國內投資將從半導體繁榮中剝離出來。

Johnson：根據(jù)你所看到的行業(yè)活動，北美公司在投資什么類型的設施？是否有更多未開發(fā)地區(qū)的機會?

Ryder：我沒有看到新建很多未開發(fā)區(qū)，但這并不是說沒有。

Johnson：那么這些公司正在調整和更新現(xiàn)有設施嗎？

Kyle Baker：基本上是這樣的，盡管規(guī)模比我們從亞洲客戶那里看到的要小。

Johnson：當考慮HDI，尤其是UHDI中的特征尺寸和公差時，在異構集成方面有很多工作要做，使這些組件和部件相互配合。我們開始縮小尺寸，類似于半導體行業(yè)在潔凈室制造的尺寸。

Templeton：我們發(fā)現(xiàn)工廠環(huán)境的清潔度和控制越來越關鍵，尤其是對我們的系統(tǒng)來說。當然，隨著面板通孔和密度的增加，系統(tǒng)、環(huán)境、溫度控制和濕度控制的公差將更加嚴格。這一切都在發(fā)揮作用。

Johnson：還有載板本身。

Ryder：鉆孔對系統(tǒng)清潔度的需求一直存在，但凡事都有兩面性。有來自車間清潔度的因素，還有系統(tǒng)本身的因素。這是兩種不同的需求。在美國PCB制造業(yè)中，我們目前沒有看到任何不匹配的清潔度公差。但隨著特征越來越小，需要更多地關注客戶設備。外部因素，如空氣質量和溫度完整性，對系統(tǒng)能否有效運行起著重要作用。對我們而言，需要與當前和未來的客戶密切合作，以確保無論是系統(tǒng)內部還是外部，都有最佳的條件來實現(xiàn)所要求的小型化。

Johnson：似乎即將有更清潔的新工廠，專門從事UHDI和HDI生產(chǎn)。

Ryder：我不是說高端產(chǎn)品不應該有更嚴格的公差。歸根結底，這是一個經(jīng)濟問題，高端領域需要的投資可能還不能完全適應目前PCB和載板市場。

Johnson：我不知道PCB在經(jīng)濟上與半導體有多大區(qū)別，但半導體的高性能驅動了工廠對PCB的多數(shù)要求，PCB是一種低成本產(chǎn)品。對此貴公司如何削減成本？如何在最低限度的前提下保持盈利?

Ryder：可以肯定的是，這是一種方法的轉變，而答案部分是基于更多部門間的合作。我們發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)設計層面或產(chǎn)品設計層面的交互越來越多。僅僅需要一個可以鉆X個通孔的系統(tǒng)已經(jīng)不那么容易了，無論是從軟件自動化的角度，還是從實際面板裝載的角度，或者從產(chǎn)品清潔度的角度來看，微觀/宏觀環(huán)境對產(chǎn)能和質量的要求都開始相互影響。

為了更高效、更可持續(xù)、更經(jīng)濟地生產(chǎn)，需要某種意義上的共同開發(fā)。

Templeton：我們也聽到了更多關于自動化需求的信息。過去在半導體行業(yè)，所有東西都是手動移動的，接著是前開腔體（front opening universal pods，簡稱FOUP）、前開式運輸盒（ front opening shipping box ，簡稱FOSB）、高架升降機。PCB行業(yè)正朝著該趨勢發(fā)展，使面板處理裝置自動化，使工藝之間的移動自動化。

Johnson：貴公司的設備如何應對這種情況？設計的關注點有哪些變化？疫情暴發(fā)后，出現(xiàn)了一定程度的變化。我們在人員配備方面，尤其是后備人員配備存在嚴重的問題。因此推動了制造商實現(xiàn)更多的自動化，以便集中現(xiàn)有的員工專注于擅長的工作。弄清楚這一點，特別是在PCB制造工廠方面，一直是特別棘手的問題。

在美國新罕布什爾州有一家名為GreenSource的工廠，擁有一個完全成熟的、直到層壓工藝的一站式制程。他們建立了全自動化的批量生產(chǎn)系統(tǒng)，批量可為1塊面板。該系統(tǒng)甚至會泵出化學藥水，沖洗槽，并為下一塊板添加新的化學藥水。系統(tǒng)以傳送帶的方式運行，已經(jīng)證明了可以做到。這并不是一項巨大的投資，當然不能與半導體工廠相比，但在此之前，還沒有公司真正實現(xiàn)這種級別的自動化。它是如何將實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的？

Martin Orrick：我們現(xiàn)在看到的自動化挑戰(zhàn)與疫情前沒有太大區(qū)別。如果你審視我們的設備，并將其分為剛性環(huán)境和FPC環(huán)境，可以肯定地說，99.9%的剛性應用都需要某種程度的自動化，即從輸入設備提升面板（無論是疊層、磁帶、疊層面板），還是使用工具進行處理，并將其放入類似的輸出設備和容納盒。HDI領域可能有一兩個可以手動加載的小應用，但很少。

在FPC領域，我們的工具被銷售到各個領域。任何從事大批量生產(chǎn)的企業(yè)，比如手機的FPC，都傾向于運行自動化的卷對卷解決方案。要么是250~260毫米寬的卷材，要么是500~520毫米寬的卷材。他們投入生產(chǎn)的部件批量非常大，以至于這是他們唯一生產(chǎn)的部件；即他們只生產(chǎn)這種部件。FPC領域也有一些工具用于非卷對卷的情況。通常這是在小批量、快捷生產(chǎn)應用中，其中可能并不需要自動化。

直到近期，我們銷往北美和歐洲的大多數(shù)工具都還沒實現(xiàn)自動化，只是手動裝載，因為它們的生產(chǎn)批量小。但總的來說，在整個FPC領域，自動化與非自動化工具的比例可能為六四開。隨著FPC技術的發(fā)展，我們會在FPC領域看到更多的自動化。

Johnson：我相信，找到針對多品種生產(chǎn)實現(xiàn)自動化的方法也是有壓力的。這一領域是什么狀況?

Ryder：在剛性板方面，我們的系統(tǒng)設計目標是適應任何可實現(xiàn)的自動化工序。我們有很好的第三方合作伙伴來設計和構建自動化系統(tǒng)。我們有標準的產(chǎn)品裝載機，具有不同的配置。如果客戶有特殊需求，適應他們的技術規(guī)范要求是簡單的過程。

目前越來越多人選擇自動導向搬運車（Automated Guided Vehicles，簡稱AGV）。有些公司使用AGV在制造過程中轉運面板。我們可以簡單地設計端口，使面板進入到系統(tǒng)中進行加工。只需要具有靈活設計概念的系統(tǒng)，在側面的裝載/卸載端口，以及能夠管控各種加載方案之間連接的軟件協(xié)議。

Orrick：我們的系統(tǒng)設計始終具有自動化功能。電氣接口、機械接口和軟件接口的標準一直是我們愿意與第三方供應商共享協(xié)議的組成部分。因為主要發(fā)展趨勢是由大型制造商推動的，我們與這些公司合作開發(fā)自動化解決方案，其他一切都會迎刃而解。

Johnson：你們如何實現(xiàn)整套解決方案?

Templeton：我們處在更廣泛過程的關鍵點，我們要問“誰是實現(xiàn)這個過程的合適人選?如何與之連接？如何實現(xiàn)這一目標？”而且，我了解MKS能夠提出更全面的解決方案，所以會問客戶需要什么樣的終端產(chǎn)品。

Johnson：你認為貴公司產(chǎn)品將向何處發(fā)展？你們的目標是什么？

Ryder：有一些非常有趣的基材開發(fā)正在進行中。我知道Martin正在與各種技術聯(lián)盟及組織密切合作，涵蓋了從玻纖到高度工程化樹脂系統(tǒng)/非覆箔材料/陶瓷的各個領域。你永遠不知道一個產(chǎn)品會有哪些概念，并需要哪些特定的材料，但很明顯，我們關注所有流行的材料和產(chǎn)品。

此外我們完成了對Atotech的收購，Atotech是PCB行業(yè)工藝化學藥水、設備、軟件、服務以及半導體IC封裝、表面涂層方面的全球領導者。MKS和Atotech的結合有望拓寬生產(chǎn)能力，為客戶提供更快、更好的解決方案。我們相信MKS和Atotech專業(yè)技能的結合將使MKS在優(yōu)化InterconnectSM方面處于特有的位置，InterconnectSM是下一代高階電子產(chǎn)品的重要支撐點，代表著小型化和復雜性的下一前沿技術。

此外，我們看到PCB和IC載板制造工藝之間的界限越來越模糊。材料、化學藥水和設計規(guī)則相互交織，適應變化的能力決定了成功的機會。因此我們將繼續(xù)開發(fā)激光/材料專業(yè)技能以及系統(tǒng)的能力，以應對一般小型化發(fā)展趨勢。

Johnson：是什么推動了新材料的發(fā)展?

Orrick：以5G為例?，F(xiàn)在的移動頻率范圍是以前基礎材料不能實現(xiàn)的工作范圍。以前工作的頻段是3~4 GHz，現(xiàn)在已經(jīng)升到6 GHz以下了，毫米波進入20~40 GHz頻帶。此前汽車雷達在30 GHz范圍內，然后上升到77 GHz?，F(xiàn)在汽車行業(yè)正在研究100 GHz的頻段以提高性能。如果要實現(xiàn)高性能計算和不斷增加帶寬，就需要高速、低損耗材料。我們在整個行業(yè)中都發(fā)現(xiàn)了這一趨勢。

在用于HPC環(huán)境的FC-BGA載板中，傳統(tǒng)的ABF系列材料會變得更薄，需要調整基材以獲得所需的Dk和Df特性。LCP作為一種眾所周知的材料已經(jīng)使用了二三十年，但投入到大批量應用中卻是不劃算的。將其應用于移動設備中并不會更具成本效益，但將其應用到更廣泛的產(chǎn)品中則會增加產(chǎn)量，從而降低成本。未來幾年，我們將在高頻應用中看到更多含氟聚合物。很多技術已在開發(fā)中，但目前只局限于低產(chǎn)量的航空電子設備或軍用設備。

Johnson：非常感謝貴公司的盛情款待。

Orrick：謝謝。很高興見到你。

審核編輯 ：李倩