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、基礎材料的現狀，以及前沿技術的未來發展趨勢。

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

Todd Templeton：提到HDI，行業發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。從那以后，我們經常聽到客戶說“這個系統很好，但貴公司能開發針對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品。目前Geode鉆孔系統已經有了相當廣泛的應用，從標準的商用HDI產品到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品的范圍和細分市場。隨著發展我們會分享更多的信息。

Johnson：你是否發現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。正如Chris所說，我們有針對HDI和mSAP市場的穩定產品平臺，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品，這一需求推動了我們在剛性板領域的開發和關注。對于撓性PCB，我們有多種方式來支撐對產品的需求。

Johnson：疫情開始時你認為這些應用將成為主流，現在是否發生了變化?

Templeton：有改變嗎？最初主要是由5G驅動，要確保每件產品都有正確的元器件，比如天線、間隔站等。我認為現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）產生了更多的需求。這無疑是FCBGA和ABF快速發展的推動因素。疫情之前該市場就開始發展了，但自那之后，焦點有所增長，需求也在加速發展。

Johnson：還有基于云的數據中心和核心信息流內容？

Ryder：是的。過去幾年，服務器、HPC和數據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，以便在產品整合、產品實施和上市方面做出更及時的決策。在行業的某些領域，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業務和發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，我們的鉆孔系統與北美PCB制造市場的相關性越來越強；老實說這不是開發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方面有了新的焦點和區域投資，我們很自豪能夠進軍美國PCB市場。

Johnson：北美和歐洲地區的優勢是更模塊化和適應性更強。但亞洲就不是這樣了，亞洲已經優化了全面生產。這為公司在北美的擴張奠定了基礎。你發現這種情況了嗎?

Ryder：我們發現了一些跡象，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。或許我們會看到，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：根據你所看到的行業活動，北美公司在投資什么類型的設施？是否有更多未開發地區的機會?

Ryder：我沒有看到新建很多未開發區，但這并不是說沒有。

Johnson：那么這些公司正在調整和更新現有設施嗎？

Kyle Baker：基本上是這樣的，盡管規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，類似于半導體行業在潔凈室制造的尺寸。

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

Johnson：還有載板本身。

Ryder：鉆孔對系統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，還有系統本身的因素。這是兩種不同的需求。在美國PCB制造業中，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，以確保無論是系統內部還是外部，都有最佳的條件來實現所要求的小型化。

Johnson：似乎即將有更清潔的新工廠，專門從事UHDI和HDI生產。

Ryder：我不是說高端產品不應該有更嚴格的公差。歸根結底，這是一個經濟問題，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在經濟上與半導體有多大區別，但半導體的高性能驅動了工廠對PCB的多數要求，PCB是一種低成本產品。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。我們發現，系統設計層面或產品設計層面的交互越來越多。僅僅需要一個可以鉆X個通孔的系統已經不那么容易了，無論是從軟件自動化的角度，還是從實際面板裝載的角度，或者從產品清潔度的角度來看，微觀/宏觀環境對產能和質量的要求都開始相互影響。

為了更高效、更可持續、更經濟地生產，需要某種意義上的共同開發。

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，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行業正朝著該趨勢發展，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？疫情暴發后，出現了一定程度的變化。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更多的自動化，以便集中現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系統，批量可為1塊面板。該系統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。系統以傳送帶的方式運行，已經證明了可以做到。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這種級別的自動化。它是如何將實現自動化生產的？

Martin Orrick：我們現在看到的自動化挑戰與疫情前沒有太大區別。如果你審視我們的設備，并將其分為剛性環境和FPC環境，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的企業，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。他們投入生產的部件批量非常大，以至于這是他們唯一生產的部件；即他們只生產這種部件。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工具都還沒實現自動化，只是手動裝載，因為它們的生產批量小。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實現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，我們的系統設計目標是適應任何可實現的自動化工序。我們有很好的第三方合作伙伴來設計和構建自動化系統。我們有標準的產品裝載機，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，使面板進入到系統中進行加工。只需要具有靈活設計概念的系統，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議。

Orrick：我們的系統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議的組成部分。因為主要發展趨勢是由大型制造商推動的，我們與這些公司合作開發自動化解決方案，其他一切都會迎刃而解。

Johnson：你們如何實現整套解決方案?

Templeton：我們處在更廣泛過程的關鍵點，我們要問“誰是實現這個過程的合適人選?如何與之連接？如何實現這一目標？”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品。

Johnson：你認為貴公司產品將向何處發展？你們的目標是什么？

Ryder：有一些非常有趣的基材開發正在進行中。我知道Martin正在與各種技術聯盟及組織密切合作，涵蓋了從玻纖到高度工程化樹脂系統/非覆箔材料/陶瓷的各個領域。你永遠不知道一個產品會有哪些概念，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品。

此外我們完成了對Atotech的收購，Atotech是PCB行業工藝化學藥水、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專業技能的結合將使MKS在優化InterconnectSM方面處于特有的位置，InterconnectSM是下一代高階電子產品的重要支撐點，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。因此我們將繼續開發激光/材料專業技能以及系統的能力，以應對一般小型化發展趨勢。

Johnson：是什么推動了新材料的發展?

Orrick：以5G為例。現在的移動頻率范圍是以前基礎材料不能實現的工作范圍。以前工作的頻段是3~4 GHz，現在已經升到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。現在汽車行業正在研究100 GHz的頻段以提高性能。如果要實現高性能計算和不斷增加帶寬，就需要高速、低損耗材料。我們在整個行業中都發現了這一趨勢。

在用于HPC環境的FC-BGA載板中，傳統的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品中則會增加產量，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。很多技術已在開發中，但目前只局限于低產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