可穿戴设备正在改变着消费类电子技术的未来发展趋势,随着人们生活方式的转变,从医疗卫生、运动健身、时尚娱乐、移动通信,到整个物联网等领域,都将对可穿戴设备产生强烈的需求,从而也促使该技术市场处于高速的增长之中。根据行业研究机构Research & Markets发布的调查报告显示,目前全球可穿戴电子产品的市场规模约为35亿美元,预计至2018年,该数值将进一步上升至84亿美元左右,年复合增长率(CAGR)高达17.71%。而在对可穿戴设备的研究中,除了芯片、传感器、整机设计等较受人关注的技术环节之外,实际上,作为基础电子部件之一的PCB印刷电路板也正面临着一次全新的发展机遇。
可穿戴设备多种应用难点
超毅(Multek)是领先的印刷电路板生产商,该公司亚洲区营运副总裁David Hunter介绍道:“制作一块PCB通常需要上百道工艺,而可穿戴技术对于PCB的各项性能要求会更高。”作为伟创力国际(Flextronics)的全资子公司,超毅产品线包括传统型印制电路板、柔性印制电路板、软硬复合板、柔性模组电路板、触摸解决方案、光学及电子材料和印刷电子的设计和制造服务等。在超毅刚开始设计出第一批可穿戴产品原型之时,遇到的其中一个主要问题就是产品的易碎性。“可穿戴电子产品非常脆弱,一不小心掉到地上,里面的元器件就会立刻摔坏,为此,我们自主研发出了一种名为‘Ripstop’的专利技术,以保护内部元器件和PCB板不易受损或被摔坏。”
超毅集团(Multek)亚洲区营运副总裁David Hunter |
其次,对于之前的柔性PCB板来说,即使电路板可以弯曲,通常也只是在一个方向上进行折叠,但在可穿戴电子产品的实际使用过程中,这是远远不够的。Hunter举例说道:“例如一种用于监测人体健康状况、可贴附在皮肤上的可穿戴电子产品,由于其需要在皮肤表面形状发生改变时能够在形态上随之变化,因此在PCB设计时要求采用创新的可延展技术,来跟踪使用者的各种身体状况信息。”针对这类需求,超毅在原先技术的基础上开发出全新的动态柔性PCB印制电路板,提供三款不同形式的PCB规格,即可折叠式PCB、可延展式PCB及可弯曲式PCB,令产品可以在随意角度实现扭动、弯曲和折叠。另一方面,可穿戴设备最大的一个考验是产品的尺寸往往非常小巧,在体积趋向小型化的同时,可穿戴设备的芯片功能却越来越强大,因此如何解决整块PCB板的散热问题也是不容忽视的难点之一。
此外,作为未来物联网中的重要一环,可穿戴设备的互连性是关键,一是要保证高速的传输速度,二是要确保连接的准确性。随着当前数字信号传输速度的日益提升,PCB板上的电路传输速率也会影响到高速信号的完整性。对此,Hunter特别指出:“真正能够促进电路板信号传输速度的提升还是在于材料的选用,超毅正与一些颇具实力的材料供应商保持密切的合作关系,期望利用更多的新型材料来达到改善传输品质的目标。同时,在一些高速材料的加工过程中也存在着一定的难度,我们会投资一些新的加工设备和制造工艺,为客户提供适合的生产设计和制造方案,帮助客户做到最好的成本控制,在市场上保持良好的竞争力。”据了解,目前超毅提供的解决方案可以令产品的传输速度达到100Gb/s、50Ghz,也是现阶段为数不多的能够提供下一代50 GHz高频信号PCB板的供应厂商,这意味着运用超毅的先进技术就可让厂商的产品提前进入5G新时代,迎接通信技术领域中的下一次革新。
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中国厂商开发实力增强
纵观全球可穿戴设备市场的发展,除了智能手表、手环等热门产品之外,当前,医疗/健康类市场可穿戴电子产品的增长速度较为引人瞩目。另一个值得关注的现象是,中国厂商在可穿戴设备的开发中开始占据越来越重要的位置。
“在我们原先所服务的客户里面,大多是以欧美厂商为主,但现在正发生着一些微妙的变化,那就是,中国厂商所占的比重正在加大,他们的发展速度也越来越快。这些本土厂商不再像以前那样只是把国外公司的产品拿过来照抄,他们的产品创新能力也在逐步增强。”Hunter说。据悉,目前超毅正在与国内厂商合作开发车载电子、医疗保健相关的可穿戴电子产品。
为了加强对本土厂商的支持力度,超毅在继成立美国硅谷ITC 互联技术中心之后,于今年年中又在中国珠海成立了第二间ITC互联技术中心,这也是同类型厂商中首家在亚洲地区成立此类研发中心的企业,目的是强化与本土厂商的沟能与合作,并借助已有的先进技术,帮助本土厂商将他们的设计理念变为真正的现实。
Hunter表示:“之所以做出这一重大举措,正是由于看到中国制造厂商最近几年已经成长为新兴技术领域中的一股重要发展力量。我们珠海ITC的主要工作任务包括三个方面:希望协助厂商在最短的时间内完成可穿戴设备的设计、开发和生产;将美国先进的生产制造技术以更快、更可靠的方式与中国本土市场融合在一起;保证稳定而可靠的生产工艺,从而保证产品具有良好的品质。”
对于可穿戴设备这一新兴市场的开发,Hunter认为,当前引领可穿戴电子市场发展的还是一些较有声誉、家喻户晓的国际大公司,他们正凭借已有的市场知名度带领技术应用上升到一个新的高度。而对中国市场而言,最近几年,中国品牌的成长速度非常迅速,例如一些运动服饰品牌在海外的知名度也在逐渐提升的过程中,未来时间内,超毅将会与更多的品牌厂商保持紧密的合作,共同拓展这一新市场。
针对可穿戴设备不同应用模式开发的可折叠、可延展,以及可弯曲式PCB
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超毅在珠海的工厂位于珠海伟创力国际工业园区内
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端到端供应链服务体系
作为伟创力国际端至端供应链解决方案的一部分,超毅在珠海的工厂位于珠海伟创力国际工业园区内。面对消费类电子市场上客户对产品开发周期的要求越来越来严苛,而超毅的快速制造能力,使得PCB板从设计到交付时间可控制在5天之内。在完成PCB板的生产之外,会交由超毅旁边的伟创力工厂进行金属件、机械件的装配、注塑、测试及包装,最终完成可穿戴设备及智能手表等各种成品的加工,因此,伟创力及超毅可以为客户一整套的可穿戴设备生产方案。
同时,超毅本地化的ITC互连技术中心可实现与客户的紧密合作,把客户需求转化为PCB设计,并进行深度体验仿真、建模、材料选择、和机械/热/电测试,确保原型和概念迅速而顺利进入批量生产。
加大对中国工厂的投资
从1994年起,伟创力旗下的超毅在中国的发展已走过了二十个年头,目前在珠海有五个生产厂区,印制电路板的年产能约为149万平方米。除此之外,超毅在美国以及菲律宾也有业务运营。超毅是第一家开发出HDI高密度互连PCB技术的厂商,目前拥有11条CU18生产线,以及超过130台激光切割机,规模排在国内同行业的前列。
就全球PCB行业的发展来看,近几年行业的年均增长率保持在4.5%左右,而超毅的成长速度要远高于行业平均水平,预计从2014至2017年,公司年增长率约为20%。未来三年,超毅将在珠海工厂投入1.5亿美元,用于自动化生产设备、环境管理、环保生产设备,以及激光钻孔、LDI激光直接成像等先进技术方面的投资,不但提高生产效率,控制生产成本,同时也提升产品的品质。
Hunter表示,中国依然是超毅未来发展的重要市场,公司将在中国加快生产设备的更新换代,并不断强化员工生产技术能力的提升,以跟上电子行业制造技术的快速发展。
超毅在珠海建立的ITC互连技术中心
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责编:Quentin