深度:“探月”電阻是如何煉成的?

深度:“探月”電阻是如何煉成的?

2017年可能是爆發了一場“戰爭”,否則,交期延長聲明、漲價聲明、停止接單聲明不會如飛機傳單般投放到元器件從業者周圍。這波無形轟炸橫貫一年有餘,註定成為這一代同行的從業記憶。以容阻為代表的被動器件“C位出道”,喧賓奪主的風頭甚至壓過了CPU和存儲器。

生意只談利益盈虧,但行業要論建設性。本期“芯片大師”(立創商城旗下芯媒體)拜訪了國內高精密電阻器(Resistor)“大師”——C&B開步電子,帶各位走進“探月工程”供應商的“高”“精”世界。

精密圖景 Industry

高穩定性、精確性是精密電阻區分普通電阻的主要特徵,主要參數用溫漂(TCR)、精度和負載壽命來表示。一般精度在0.1%以上、溫漂低於10ppm/℃、1000小時負載壽命小於100ppm的才能被稱為精密電阻。即電阻的精度很高,阻值隨環境溫度的變化極小,在長期負載工作後阻值變化小。

目前主流的電阻技術有精密厚膜、精密薄膜、精密金屬膜、精密線繞和精密箔電阻幾種。其中精密電阻領域以薄膜電阻和箔電阻為主流,而1962年發明的箔電阻代表了目前最精密的電阻技術

據C&B開步電子介紹,旗下Resistor.Today品牌基於新一代Z1箔電阻技術的PZFR系列能夠實現趨近於零的溫漂,±0.01%的精度,這類高價值、高技術產品在國內只有開步電子能做。

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圖:代表理想電阻發展方向的箔技術

從全球來看,威世精密(VPG)作為最早掌握和推廣箔電阻技術的企業,基本壟斷了精密箔電阻領域,80年代成為全球精密電阻龍頭。而在精密薄膜電阻主要被日系廠商佔據,主要玩家有松下、KOA和SUSUMU。

據“芯片大師”瞭解,雖然技術面世已經近60年,但箔電阻技術在國內推廣較晚,多數應用領域(精密儀器、電動汽車和航空航天等)和企業使用精密箔電阻的經驗都在10年以內。C&B開步電子董事長楊寶平對“芯片大師”分享了一個細節,2011年剛開始在國內目標群體中推廣箔電阻技術時,科研院所和高階工程師中竟有90%不知道這一技術的存在。

在筆者看來,不同於普通電阻,精密電阻產業屬性上更加類似於集成電路,更依賴材料科學和工藝,產品附加值高,潛在替代用途廣泛。通過進一步瞭解C&B開步電子的產品研發,筆者總結了精密電阻行業的三個特點:

1、資金密集型,研發週期長

2、市場容量小,回報週期長

3、准入門檻高,穩定性為王

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圖:C&B 開步電子董事長 楊寶平

一言以蔽之,精密電阻亦是“板凳要坐數年冷”的領域。那麼,代理出身的C&B開步電子是如何在這條冷板凳上開花結果的呢?下面是“芯片大師”對

C&B開步電子董事長楊寶平的專訪。

讓電阻飛 Resistor to the moon

“芯片大師”:謝謝楊總接受我們的專訪,最近"嫦娥四號"實現月背軟著陸是我國航天事業不折不扣的大新聞,我們非常驚訝和感興趣的是我們自己的高端電阻產品也參與其中,那麼開步的精密產品在航天事業中扮演了怎樣的角色? 有何特殊呢?

C&B 楊寶平:是的,其實從2009年開始,跟航天五院(編者注:即中國空間技術研究院,我國主要的航天器和空間技術研製基地)的合作算起來已經整整十年,開步一直是航天事業的精密產品供應商,只是我們很少對外宣傳。主要是供應和開發滿足航天需求的高穩定性高精密電阻器,例如用於航天器電源的電流檢測電阻、用於推進系統的箔電阻,也就是我們常說的宇航級產品,代表了元器件的最高可靠性水準

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圖:開步的部分產品

“芯片大師”:那麼航天器件對產品技術指標和測試認證有哪些要求呢?

C&B 楊寶平:統一的標準QPL(認證零件清單)一般需要做產線認證和產品測試,前者要求定期送樣以保持產線品控穩定,後者則需要針對具體產品核心指標做測試,比如電阻的可靠性測試,也是破壞性測試。指標上以用於航天器推進系統的精密箔電阻為例,需要萬分之一的精度和2ppm的穩定性。還有產品用於

量子計算機和加速器這種前沿科學研究需要的特殊場景。

實際上,精密電阻在工業設備、計量和醫療領域的應用已經十分普遍,開步產品的典型應用例如:7位半以上萬用表,POCT快速血液分析儀器,精密電源,國家計量院的標準電阻,新一代工業機器人等。

自主路漫漫 Made & Alternative

筆者到訪時,恰逢C&B開步電子正收購一家厚膜工藝製造商。

“芯片大師”:我注意到目前開步自主研發的產品以薄膜和箔電阻為主,此次收購重資產出於何種考慮?是否意味著未來產品線將更加豐富?

C&B 楊寶平:是的,收購的這家廠商厚膜技術與我們當前所需的材料研發需求相通,這部分產品將主打大功率密度、高耐壓、高阻值,在電力等領域有廣泛運用。C&B開步未來將以深圳為中心,協同上海(汽車電子)、

西安(軍工、鐵路)和長沙(材料製造)各分支機構,2019年力爭讓研發實力和市場份額更進一步。

“芯片大師”:談到研發,目前國際主流廠商都在R&D上投入重金,那麼開步近期制定的研發目標是什麼?取得了什麼成果呢?

C&B 楊寶平:開步目前在維持合理利潤的前提下持續投入R&D資金,這部分費用佔比其實不低。我們最新研發的一款精密分流器產品已經量產,主要指標達到同類產品頂尖水準,主要用於電動汽車的電流監測。剛剛過去的2018年,我們最新改進的一款貼片產品進入了全球最大通訊設備供應商的採購清單,其穩定性已經接近材料極限。

阻容行業一直以來的格局劃分是,把持技術和高端市場的頂尖廠商在美日,其次是承接了成熟技術和產線轉移的臺系韓系,最後才是主打中低端消費市場的國產企業。

那麼,國產廠商在定位高端的精密電阻領域前景如何呢?

“芯片大師”:行業“鄙視鏈”無處不在,起步晚、規模小、技術差彷彿成為國內很多企業的原罪,據您瞭解國產電阻廠商和國外差距在哪裡?

C&B 楊寶平:相對而言,精密電阻領域我們只是市場普及晚、認可度低一些,但我認為製造廠商實力主要體現在管理水平上。從開步前期找過的國內材料供應商和代工廠來看,有些廠商不清楚市場需求,溝通成本高,製造環節管理混亂、質量意識不夠。目前開步主要的材料供應商還是來自國外,以色列、日本和韓國,最長的合作時間已經有7年之久,在代工上我們已經在和一些優秀的國內企業合作。這說明兩點,一是我們國內企業製造實力並不弱,但想進階大廠供應鏈一定要重視管理軟實力,二是隨著高端精密電阻市場做大,上下游配套情況會有改觀

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圖:開步建立的國內第一家精密中心

“芯片大師”:近年電動汽車(EV、PHEV)銷量井噴,汽車電子需求爆發,您認為國產電阻廠商如何來借東風?挑戰在哪裡?

C&B 楊寶平:汽車電子對工藝節點要求不高,相對消費產品尺寸大一些、成本高一些,但必須換來極高的可靠性,比如開步一款用於BMS(電池管理系統)的陶瓷實心高能電阻,通過了AEC(Automotive Electronics Council)-Q200系列標準測試,將高能電阻推向汽車領域也是業內首家。

實際上據我瞭解有些廠商已經有車規產品試產,但提升良率還是比較困擾的問題,打入比較穩定的車廠供應鏈有難度,同時還涉及一些安全性上的考量。我認為國內企業不妨從海外二線市場比如東南亞尋找突破,產品端從要求相對不高的車載娛樂系統、車燈等入手會比較務實。

“芯片大師”:在精密電阻領域,我們不完全統計國內目前有上十家廠商進入了這一市場,您對這個市場和友商有何看法?

C&B 楊寶平:我總結了四點,

一是精密電阻是一門材料科學,研發和回報週期較長,企業要做長期準備,二是從業者要有冒險精神,敢於嘗試,找新思路,三是精密電阻需求前景看好,先做大市場規模很重要,四是保持價格和供貨穩定,維持合理的利潤

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圖:參觀開步精密中心

“芯片大師”:開步未來三年的願景是什麼?

C&B 楊寶平:一,在國內高精密市場

保持市佔率第一的位置;二,將應用於電力、醫療和汽車的高能、高壓產品和全自主設計的大電流產品應用維持在市場前列;三,保持研發投入

精密前瞻 Prospect of future

“芯片大師”:電阻持續了一年多的行情上漲又恰逢貿易糾紛,隨後進入進口關稅清單對精密電阻行情有何影響?同時,您認為貿易戰對中國精密電阻廠商是機遇還是挑戰?

C&B 楊寶平:精密產品因為價值較高、客戶較穩定、應用領域有限所以受市場波動影響並不大,比如最高端PZFR系列的同類產品全球年份額為1.2億美元,中國區份額約為3000萬美元,反而是市場情緒傳遞到上游的材料供應和生產對我們造成影響。貿易戰以後,對進口精密電阻加徵10%關稅實際上也在廠商和客戶消化範圍之內,取決於產品採購價高量少的特殊性。

在開步的客戶中,

精密儀器廠商、科研院所佔一定比重,實際上這部分要求使用國產器件替代的舉措一直都在進行。因為有些應用相對敏感,所以尋找國內替代產品和廠商比消費市場早得多。總的來說,如果專注國內市場,貿易戰對國內精密電阻行業是利大於弊的,無論是上游研發製造、產品線、還是市場容量都很有潛力可挖。

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圖:開步旗下電商平臺 Resistor.Today

“芯片大師”:開步半年前上線了自己的電商平臺Resistor.Today,對於開步這種偏重研發和製造的廠商而言,嘗試線上是出於何種考慮呢?

C&B 楊寶平:開步的線上探索其實早幾年就開始了,原因有兩點:一是適應90後年輕工程師群體的線上採購習慣,這種趨勢會越來越明顯,二是元器件選型複雜,電商可以實現便捷的選型需求,三是隨著市場認知提升,開步自身的人力無法對接大量的小批量需求。

(專訪節選,時長22m50s,請在WiFi環境下觀看)

“芯片大師”:根據我們的調查,很多代理商和原廠更加傾向於通過專業電商平臺來實現樣片、NPI試產等需求,您怎麼看待開步目前與立創商城的合作?

C&B楊寶平:其實我們非常看重立創商城平臺帶來的

“種子用戶”用高效的庫存管理和物流速度,實現了小批量快速分發。從我們現在投放的效果來看,最高端的PZFR系列表現超過我們的預期。既說明我們的產品很有市場潛力,也驗證了立創商城在國內工程師群體廣泛的用戶基礎。

關於開步電子 About C&B

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圖:C&B 開步電子深圳總部

C&B開步電子成立於2006年,總部位於深圳,在新加坡、香港、上海、西安、長沙設有分公司,是專業的電子元器件代理商和高品質電阻研發製造商,核心產品包括高壓電阻、高能電阻、高精密電阻和分流器等。Resistor.Today是開步電子旗下垂直電阻採購平臺,強大的選型服務滿足工程師的各種需求。

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