我国PCB工业面临的“四大”挑战（2）——“减成法”技术的资源消耗之挑战

林金堵

CPCA顾问 本刊主编

30多年来的改革、开放，使我国GDP值快速地超过日本，成为世界第二大经济体（国家），我国生产PCB产品也成为世界（产量和产值）第一大国……加上人口因素，随之而来，当然也成为世界最大的资源消耗国和CO2最大排放国！我国PCB工业到2010年的年产量已超过18000万平方米，年产值超过180亿美元，还有扩大的趋势，加上各行各业的发展速度与要求，已经威胁着我国（包括世界）所能提供的自然资源能力的矛盾与压力，不少资源（如煤、铜、铁矿石等）还得依靠进口并在日益尖锐化！

长期以来，PCB产品是采用“减成法”技术来生产产品的，它所涉及的资源类型是很多的、资源消耗也是很大的。在制造PCB工业中所涉及的资源主要有：原辅材料、水资源、电能源和人力资源等四大方面。由于PCB 工业是资源消耗大的行业，因此，每年PCB工业所消耗的资源是可想而知的，如需要百万以上大军的人力资源、万吨计的各种原辅材料资源、亿吨计的水资源[1]和亿度（千瓦小时）计电能资源等等，如表1所示。

大家知道，地球上的资源是有限的，而消耗是无限的，发展下去，最终结果，资源是会枯竭的。因此，在世界上争夺资源（如石油、铜矿、铁矿石和稀土金属等等）和节约资源必然会成为一个国家、每个行业的重要内容之一。实际上，减少资源消耗的挑战已经摆在世界、我国和PCB行业日程上来了！

表1

1 原辅材料的消耗与挑战

由于PCB的“减成法”技术加工生产过程冗长而复杂，其大大小小的工序处在150～300道之间，所涉及的原辅材料大约在300种左右。这些原辅材料的年消耗（如基材、铜等是以万吨/年计）是很大的[2]，有的已经超出我国自然资源提供和承受的能力，不得不向国外寻找资源或进口（如铜、煤等），发展下去必然会发生激烈地争夺资源的矛盾和竞争。

1.1 主要的原辅材料的年消耗

“减成法”PCB产品的生产过程所涉及的金属的与非金属的、有机的与无机的和复合的原辅材料的种类是很多的，通过不完全的统计PCB产品生产所用的原辅材料大约有300种之多。在诸多类型的原辅材料中，从数量最大的角度上顺序地看，主要有：覆铜箔层压板、盖板与垫板、阳极铜球、钻头（嘴）、干膜和油墨、各种辅助和包装材料、各种化工材料与化学品等直接用于PCB产品生产中，这些品种，根据不完全统计可达300种之多，如果还计算原辅材料的生产时用的原辅材料时，那就更多了！

我国PCB行业的主要原辅材料消耗如表2所示。

1.2 主要的原辅材料的可利用率

（1）原辅材料的利用率不高，形成报废量（品）大。

表2所述的原辅材料的利用率也是不高的，其中：一部分的“最终利用率”（指最终遗留在有效的PCB上）是50%～80%之间，如基材、铜箔、阻焊油膜等；另一部分是没有“有效利用率”的，如盖板、垫板、干（湿）膜和钻头等是属于用后全报废的材料；还有大量的化学品及其清洗液等需要更换与排放……

（2）形成的“报废品”处理和回收的负担太大。

在生产PCB过程中，由于原辅材料的利用率不高而产生的附产品（如废蚀刻液、更换（新）溶液、清洗废水等）、边角料、报废品等数量大，有的附产品可进行处理后“回用”，但仍然会有大量“废弃物”、“废水”和“废气”等排放，如表3所示。这些附产（废弃物）品和处理等，不仅都需要大量的资金投入（仅废水处理的投入就需要15-20亿元），而且还需要消耗大量能源和化学品等，并给环境保护带来巨大压力。

（3）“报废品”处理和回收，不仅消耗了大量的能源，而且还形成“二次污染”。

尽管我们可以把覆铜板的边角、PCB报废品等进行机械处理回收铜和非金属粉料后，再利用。含铜蚀刻液通过回收铜、再生循环回用等。各种废水也可通过处理后，大部分水可循环使用，但仍然有可观的污染物排放而影响生态环境和人类健康生活。如按合格的废水排放的条件下，则2010年排入Cu2+量为100吨、COD为2万吨到江河水中。这些排放物，尽管是“合格”的排放，但它是“累积式”的污染，随着时间的推移，江河、湖之水便失去“利用”的价值！实际上我国可供水量中的70%是不能“直接”供用（要经过处理后方能使用）的，甚至是不能作为饮用水的。

2 水资源的消耗

水已经成为全球的重要资源。我国是全球国家中最严重的13个缺水国家之一，人均可用水量为2300多立方米，是全球人均可用水量的四分之一。加上，我国是世界上人口最多的国家，又是世界上最大制造业国家，必然是用水量要求最大的国家。因此，我国的水资源矛盾是极为突出的，更是重中之重的资源了。水利部副部长在新闻发表会上很坦率地说[1]：“从全国的情况来看，中国水质的形势不容乐观”，指出“全国超过三分之一的水受到严重污染或质量很差”，“13亿人口中大约有9.8亿人每天饮用的是遭到污染的水”。2010年，环保部的调查也显示，全国40%的主要河流污染非常严重，以至于只能用于工业生产和景观美化用水。

表2

表3 2010年我国PCB生产所形成的废弃物的数量

2010年以来，清洁的水资源严重短缺，世界银行警告：将对子孙后代造成灾难性后果。我国政府是十分清楚这个问题的，每年花费35亿元资金来保证城市水供应符合标准，每年用于水资源的保护的资金接近千亿元，计划未来10年内，用于水资源的保护的资金增加到4000亿元[1]。国家投入这样大笔的钱主要用于水体净化、干旱救灾、加强水储备和改造灌溉体系。

我们必须清醒地认识到这样的问题——除了我国政府投入巨资避免水危机的来临或延缓水危机来临外，势必注重防控工业污染、提高污染排放等级和大力加强措施监督执行度，这是必然的趋势。因此，PCB企业必须把环保放在非常重要的位置上，做好“三废”处理工作。

2.1 我国的水资源短缺严重

我国是水资源短缺的国家，可供水量为6670亿立方米，消耗水量6988亿立方米，“供”小于“求”。人均水资源拥有量仅为2300立方米，为世界人均的1/4，是世界13个水资源贫乏的国家之一……但是，根据水利部《2004年水资源公报》，2004年，我国GDP万元生产值用水量为399立方米，比世界万元生产值平均用水量大4倍，而万元工业增加值比发达国家的用水量多5～10倍。因此，节约水（或提高水利用率）、回用水、淡化海水等是我国今后企业用水的主要方向！

2.2 PCB工业是我国工业中用水大户之一

前几年曾经统计与计算过PCB生产时的用水量，如表5所示。

按2010年的PCB产量计算，2010年PCB工业消耗水量为2亿立方米左右。虽然占全国可用水量的比率很小。但是，长年累月的污染物积累是“惊人的”、不可忽视的！

2.3 水污染的后果是不能忽视的

2007年排入水中的有机污染物，20%以上是来源于工业生产。前几年，在中国各地至少有10个所谓的“癌症村”有数千人死亡，主要是由于饮用被工厂排放的化学物质污染水后患上各种各样的癌症的[1]。所以，全国的江、河、湖等的污染“严重”，70%左右已经不能提供人类生活的用水了！水污染已经不能再容忍了！

3 能源的消耗

自从人类发现电和利用电能以来，电能已经是人类生活活动和生产活动的极其重要的能源，至少占80%以上。当然，还有石油、天然气等为主体（汽车、餐饮等）的能源。

3.1 我国的能源情况

我国的电能结构主要（80%左右）是来自于火电（煤炭），按目前的煤炭消耗量（自产20亿吨/年，还不够用，从2009年就开始进口煤炭了），再过40年，我国煤炭就枯竭了。现在我国消耗电源（能）2.8万亿度（千瓦时）左右，而且还在继续增加着。

3.2 PCB工业是我国工业中用电大户

我国PCB产品生产的直接用电量已处在200亿度（千瓦时）左右，加上原辅材料、人员生活、环境设置等的用电量，加倍翻一翻都不够。PCB工业整体的用电量大约占全国用电量的2%～3%之间，这是个相当大的数目，如果按1公斤原煤相当于0.72标准煤、1公斤标准煤可产生2.5度（千瓦时）计算，则PCB工业的电能需要原煤2000～3000万吨。

表4

表5 每平方米PCB产品生产用水量

4 人力资源的消耗

人力资源是一切资源中最重要的资源。但是，PCB中的人力资源是指需要的人才、或者说是经过培养和培训的人力资源。

人才是需要的，不同时期、不同岗位（地位）需要着不同的人才。一般来说，人才是指有较强能力和有较高自我意识（实现）的人，当然，人之成才是需要内、外因作用、并在理论与实践结合中体现和被发掘出来，然后由别人、企业或社会评判或认可为“才”。而人力是世界上最宝贵的资源，PCB中有着许许多多的岗位，也就是说需要许许多多的不同岗位的的人群。近10年来随着我国PCB工业的迅速发展，用人数量也与PCB产值成正比例地迅速增加着，近一两年来，已经开始由“劳动力充足”走向“用工荒”，或者说由“老板挑选员工”到“员工挑选老板”的地步了[3]。

4.1 我国PCB行业的人力需求在快速增加着

根据PCB行业的年产值和从业人员的年均贡献（产）值，可以估算出历年来我行业的从业人数，如表6所示。

从表6中可看到，我国PCB行业所需求的人力资源，自1995年起，每五年便增加一倍，基本上是与我国PCB产值成比例地增加着。如我所知道的几个PCB企业，就是从2000年的几百人，发展到目前（2011年上半年）的几千人，大都以5至10倍增加着，当然，他们的产值也成比例增加着，基本上是以扩大规模生产模式为主。

4.2 人力成本迅速增加着

PCB企业中人力的成本占据着生产成本的突出部分，十多年来，人力的费用正在迅速地增加着，其人均工资如表7所示。

4.3 人力资源的供需矛盾走向尖锐化

表6 历年PCB行业的从业人数（估算）

表7 PCB工业人员工资增加情况

尽管PCB企业的产值在逐年增加着，但基本上是扩大规模（或量化产品）生产模式来实现的，因此，产值增加也伴随着的是按比例的增加员工人数。大家知道PCB企业等的大多数员工是以农村的大量农民工为主体的。2011年5月我回老家山区农村的所看所闻，深有感触：随着我国农村政策的倾斜和优惠等措施，加上注重西部的开发，农业补贴与科技下乡，推动农村经济和“农村城市化”等的发展，使农村农民的生活条件有了明显的改善，农民向往大城市的愿望逐渐“谈化”了。这些措施使农村“消化”了不少农村的劳动力，加上“计划生育”的实施，农村适龄劳动力在逐年减少，这就造成近两年多来，在PCB企业等中出现的由“老板挑选员工”到“员工挑选老板”，或者“招工难”和“用工荒”等现象的出现。按人口专家测算，我国到2015年，适龄劳动力绝对数量便开始减少，到那时的“用工”问题会更加严重化。

4.4 PCB人才“多而不精”

尽管我国目前拥有大学本科学位（学士）和7年工作经验的年轻专业人士960万人，另外，有能够胜任助理级职位有9700万人，人才资源潜力巨大。但是，PCB专业，决定着需要掌握多种学科的人才，这样的人才要采取积极措施，通过各种形式培训、参观访问、生产实践、技术研发中心、“产、学、研”结构等进行发掘、培育和提高，这样的人才往往需要多年（至少5年至7年）才能成为企业的各种各样的带头人——经营管理创新的带头人、制造技术创新的带头人和制度改革创新的带头人，才能使企业在产品的制造技术、创新发展和市场竞争上走在前面！

参考资料

[1]陈向阳编辑. 中国投巨资避免水危机来临[N]. 参考消息, 2011, 10,14(10).

[2]刘述峰. 跃进的二十年 持续发展的未来[J]. 覆铜板资讯, 2011(3):2-6.

[3]林金堵. 刘易斯转折点的启示[J]. 印制电路信息,2010(7):11-14.