「盛世」景象之下中國線纜連接器

在這些年“盛世”景象之下,中國製造內部開始經歷脫胎換骨式的蛻變與再造,就是央視新聞提到的產業升級,尤其是近年來,隨著中國人口紅利的日漸消失,

外來製造業正逐步轉移到東南亞以及印度,巴西,墨西哥等勞動力成本較低的國家;特別是特朗普上任以後,西方發達國家也陸續提出製造業迴歸概念.中國工業的未來應該考慮如何能夠長遠提升中國創造的能力以及產業投資,經營環境;今天我們看到的“高端上不去、低端難保持”的困局,正是轉型期必然的亂象和必經的磨鍊;中國製造業要想脫胎換骨,還有許多必須經歷的陣痛.那連接器產業該如何迎接挑戰,奮勇前進?本人有幸在連接器行業工作二十多年,對這樣的趨勢變動有眼眉吐氣的驕傲感,終於脫離所謂【低科技】產業的稱呼,市場上能在背板,IO,線纜及消費電子產品【TB3; TB4 , USB3.1 USB 3.2 或 USB 40G , HDMI 2.1 ....】,同時比價的同業急速變少,但是這樣的榮景也許只能維持非常短暫的時間,幾年內會有新興公司加入,這些新興公司會具備哪些專業能力?

“盛世”景象之下中國線纜連接器

瞭解市場,服務線纜連接器產業

在市場經濟,市場無疑是企業的風向標,是企業資源配置的決定性因素.對市場的瞭解研究是企業經營的前提.過去,我們的連接器行業以代工,仿製為主,對市場調研的意識較薄弱,加之政府的服務意識欠缺,對市場數據諱疾忌醫,守口如瓶.隨著國家進入轉型期,產業升級急不可待,製造業研發創新是不二選擇,國家迫於形勢需要在今年也不得不啟動推行大數據戰略,市場信息會更詳實,精確,開放.組織好連接器行業市場信息的調研,定期產生連接器行業的市場信息數據,如上一年度/季度的銷售及增減變化數據,連接器行業各領域(如汽車,電腦及周邊,手機,工業)市場比例,結構及增加數據,連接器在新興產業的市場數據.此外也要做好下游產業的發展趨勢及新技術將要孕育出來的新市場的調研.這些數據信息無疑是企業長久經營和行業健康發展必不可少的.提供連接器行業市場信息,引導產業健康發展,服務連接器產業,實現製造業服務化,助力連接器產業升級.

加強研發創新,建立自主知識產權和行業規範.

過去國內的連接器產業主要以代工,仿製為主,研發創新甚為薄弱,自主知識產權和行業規範更是無從談起.近些年有些起色,如國內個別連接器廠家參與到的制定,少數美國廠商成為目前市場領導廠商;僅極少數國內廠商參與的市場,連接器行業應該加強如下方面的研發創新

☞專利工程;面對排山倒海而來的專利問題;

☞信號特性分析團隊;

☞設備及測試工程;

☞機構設計團隊;

☞精密模具設計團隊;

☞製造及維修團隊;

☞全伺服系統的自動化組裝及測試設備團隊;

連接器的應用越來越廣泛,那又如何保證連接器在極其惡劣的環境下也能正常工作?國外不少連接器資深專家就指出,目前看,中國生產消費類電子連接器,中低端連接器的能力非常強, 很有競爭力,主要是因為這類連接器的應用環境比較溫和,產品壽命要求不高,產品可靠性要求也不高,容易抄襲.他們認為中國一旦開始生產應用環境惡劣,高壽命,高可靠性要求的連接器,缺乏連接器基礎研究的問題就會暴露出來,以前少有的問題會頻繁出現,面臨很大挑戰.西方的連接器理論專家認為,不掌握連接器的界面理論/數據,不瞭解連接器的失效機理,就無法科學評估連接器的可靠性.生產高可靠度的連接器(汽車,軍工,工業等領域的產品)和生產極小正向力的連接器會碰到很大的障礙:要不因為不懂而評估不充分,要不過於保守造成過度浪費而沒有競爭力.我們只有加強電接觸基礎應用研究,加強連接器界面的研究才可能創新產品,建立學科合理,有競爭力的自主知識產權和行業規範.

大電流傳輸技術.連接器不可避免地被應用到傳輸大電流的場合.大電流的傳輸技術主要兩個方向:減少焦耳熱的產生/降低電阻和提高散熱能力.除了保證合理的界面結構,我們要研究在滿足別的性能要求的基礎上如何提高端子材料的導電率和導熱性,如何增加端子的大小,如何儘量使端子截面扁平化,如何使端子儘量多暴露在空氣中(增加對界面穩定性的要求),如何少使用塑膠(需有足夠的支撐強度)及降低塑膠的高度.如何測試連接器的載流能力在業界也存在一定的爭議,如何將仿真技術應用到大電流連接器研發中,這都需要花精力研究的.

高頻高速信號傳輸技術.英特爾公司的創始人摩爾提出非常著名的摩爾定律,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍.這一定律揭示了信息技術進步的速度.儘管這種趨勢已經持續了超過半個世紀,信息技術還是保持高速發展---這相當於要求信息技術的元器件的傳輸速度的進步是無止境的.連接器傳輸速度日益提升的要求也就無法避免,而且這一要求是在電子元器件微型化,”輕””薄”化前提下提出的,這大大提高了高頻高速連接器的技術難度.所以導入高頻高速仿真手段來輔助連接器設計也是普遍的做法.連接器微型化後高速傳輸的空間很有限,為了提高高速傳輸性能(如調整特性阻抗和減小信號間的串擾),開發利用低介電常數的塑膠料,或儘量多采用空氣介質非常重要,這就要求塑膠料有足夠的支撐強度和薄壁成型能力/流動性.這在USB type C母頭連接器的開發就體現出來.連接器的高頻高速傳輸性能測試離不開測試板.高頻高速測試板的研發也是連接器研發的重要組成部分.

機械仿真手段在連接器行業的應用.在電子產品微型化的潮流下,加之高頻高速傳輸的性能要求和一定的傳輸功率的要求,連接器如何利用有限的空間和優化結構以達到相應的機械強度和機械性能的要求變得越發複雜,例如,隨著端子的微型化,為了提高端子的正向力,落料的刀口用作分離界面的情況會越來越常見,很顯然,落料衝切的表面狀況與被軋製的板材的表面狀況是很不一樣的,如何評估這兩種不同表面狀況對端子的機械性能的影響是無法避免的.應用機械仿真手段現已成為連接器研發的普遍做法.隨著非線性高塑性成形的仿真技術的提升,機械仿真將會被更廣泛應用到生產技術領域,如用來分析端子折彎成形的回彈量,再如分析深拉伸無縫金屬外殼,空心管,空心針等的成形情況與成形能力助力提升模具的設計水平及降低試模,改模甚至避免改模的工作量..☞點擊文字即可免費報名參加此主題活動:元王-高可靠性連接器設計分享會.

連接器材料的研發.上面已多次談到材料如何影響產品的性能.大家細想下,其實產品的性能決定於產品的結構和材料.當在微型化驅動下及仿真手段的普遍應用,產品的有限空間會被用到極限,或者說產品結構被優化到極限,在這種情況下產品性能的競爭就是材料的競爭,可見材料研究的重要性.尤其是這些年納米技術的興起,納米技術能明顯改變材料的微觀結構,使材料的性能顯著提高.2014年IEEE官網發表了兩種新鍍種,納米晶體銀鎢合金和銀鈀合金,這兩種合金相對於銀,硬度和環境穩定性/防腐蝕能力大為提高,這樣相對於目前的連接器鍍銀界面,鍍層磨損和插入力會明顯降低,界面在惡劣環境的穩定性和耐高溫性能也會提升不少.很多場合能夠取代鍍金層.這些新材料/鍍層無疑豐富了連接器界面的設計技術也為連接器的界面設計提供更多的選擇.該文章還報道,泰科電子已經將該鍍層應用到很多不同領域的連接器.

連接器產品標準的制定.相對於別的元器件,連接器對產品標準的依賴更加淺顯---沒有產品標準,就根本無法保證公母連接器的配合,連接器壓根兒就無法起作用!現代電子產品標準制定的發展趨勢之一是,集成化,系統化.即元器件的產品標準往往被提到系統的層面來制定,這樣的做法有利於產業的縱向整合.標準的內容往往以通訊協議的形式出現.連接器被提升到更高的層次來標準化,必然使連接器的標準化牽涉面更廣,標準的內容就變得龐大複雜,這會大大增加標準制定的難度:參與制定標準化的組織(包括連接器廠商)更多,會牽涉更多的行業,如IC產業;更多的下游產業,如PCBA;更多標準制定參與者的利益博弈,如標準對產品性能水平的要求,新標準產生的新專利的所有權和標準引用現有專利的授權條款和費用.標準的制定變得更紛繁複雜,技術密度和技術含量更高,而且市場要求標準的制定週期或更新週期更短,故通訊技術被普遍使用---電話會議和電子郵件大大加速標準的開發過程.標準的制定流程和制度也要相應調整,VITA(VME Industry Trade Association)最近就調整了有關專利的政策.

連接器生產技術.連接器的微型化使端子的中心間距(pitch)越來越小,目前市面上已經存在0.2 pitch 的FPC連接器.國外的連接器技術路線圖(roadmapping)指出,2020年會出現0.1 pitch 的連接器,相信會對連接器的製造技術帶來深刻的變化,其實這幾年連接器的製造技術已開始經歷較大的變化, 0.2 pitch的連接器有的已開始突破傳統的生產技術---端子不再用衝壓/成型,或衝壓的模具有的開始用陶瓷材料.塑膠的薄壁成型也面臨越來越大的挑戰.隨著國內人力成本的不斷提升,連接器微型化給手工組裝帶來的困難及產品質量水平的穩定性要求,連接器生產(包裝,組裝),應用(焊板,接線)的自動化已是必由之路.

產業整合及優化.

正如典型的製造業,連接器產業面臨產業升級的任務.首先我們應該充分了解行業的狀況:連接器產業在各應用領域(如計算機,汽車,手機)的全球需求情況;國內連接器產業在各應用領域的結構/比例,層次/水平/高中低端的結構,產業技術特點,產品線/產能/技術能力的分佈狀況等.在此基礎上我們引導連接器產業合理佈局.通過技術升級,專業分工協作,揚長避短,優化產業結構,擴大中高端市場比例,引導過剩產能.如隨著連接器微型化,無縫深拉伸的金屬件結構會越來越普遍,故宜相應聯合相關廠商,強化深拉伸技術,提高專業化程度和專業化生產水平,提升在國際市場的競爭力.伴隨著通訊技術的不斷進步,互聯網+應用的普及,大數據時代的到來,市場信息越來越發達,市場越來越透明.加之國家新一屆政府大力反腐倡廉,社會風氣會越來越清明,社會環境越來越公平.相信連接器產業的競爭越來越是技術的競爭,專業度的競爭!


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