技术路线图——PCB业做大做强的指南

祝大同（中国电子材料行业协会覆铜板分会 顾问）

技术路线图
——PCB业做大做强的指南

祝大同
（中国电子材料行业协会覆铜板分会 顾问）

对与印制电路板相关的两个日本技术路线图的演变、主要内容加以介绍与分析，并对我国PCB行业制定、实施技术路线图的实际意义进行了阐述，及对此项工作的开展提出了建议。

印制电路板；技术路线图；技术创新

当前，处于产品转型升级、技术大变革的我国PCB业，正在热烈的讨论行业如何做大做强的话题。笔者此文从另一角度就如何实现我国PCB业即大又强的发表看法与建言。

1　JEITA的日本安装技术路线图

1.1安装技术路线图概述

需要我们PCB业界同行值得关注的一事是：2015年6月初，日本电子信息技术产业协会（JEITA）的电子安装技术委员会主持编制的“2015年度版的日本安装技术路线图（Japan Jisso Technology Roadmap-2015）”发表［1］。

日本“安装技术线路图”是由JEITA下属的“Jisso技术线路图专业委员会”主持制定的。它是日本安装业界的诸委员会（例如：JIEP 、JARA、JPCA、JEITA、STRJ等）共同携手，在汇总收回的上千份对企业问卷调查结果的基础上，再通过众多专家的讨论而编纂成。它的宗旨是：“锁定日本具有竞争优势的源泉之一的安装技术（Jisso）为目标，预测10年后日本电子信息技术业将应达到的水平，以维持、提高业界全体的竞争优势为目的（引自《日本2015版安装技术线路图》序言）”

第一版“安装技术线路图”问世于1999年，它是全球首部在电子安装领域中绘制的技术路线图。它每隔两年发布一版，到2015年出版的版本是第9版。日本印制电路协会（JPCA）一直是重要成员。发布的各版“安装技术线路图”，PCB发展路线图是其中的重要内容。

1.2“路线图”重点内容回望及其对PCB发展影响的分析

十六年以来所发布的9个版本的“安装技术线路图”（以下简称“路线图”）对日本PCB技术发展起到指南、推动及产业链互通的重要作用。对此举几例加以说明。

1.2.12001年版内容例［2］

与第一版（1999年版）“路线图”所不同的是，它的第2版（2001年版），将组件基板（模块基板）、母板基板与IC封装基板，加以了首次重新的划分。“路线图”中预测了有机树脂封装基板未来（2010年）需要解决的关键技术——基板热膨胀系数的指标要求，预测了挠性封装基板未来（2010年）需要解决的关键技术——PI基材的吸水率的指标要求等。这些发展指南内容，现在证明都是具有很好的预见性。

在2002年版“路线图”中总结性的提出：印制板生产厂家今后十年左右时间所应解决的主要课题，按开发的年代进程（先近期后长远），依次列出：（1）微细电路图形形成和耐离子迁移性；（2）微细孔加工和导通；（3）特性阻抗的高精度控制；（4）薄型基板的翘曲、扭曲；（5）无铅焊料的应用所对应的技术；（6）无源、有源元器件在基板中的埋置；（7）超微细电路及超多层板的检测技术及可靠性的评价等。在当时发展PCB技术上很具有指导意义。

1.2.22003年版内容例［3］［4］

2003年版日本安装技术路线图中，扩充丰富了对以往母板和基板的技术趋势内容。在阐述提高制品群间的技术趋势整合性的同时，还明确了今后PCB业具有挑战意义的超微精细线、微细导通孔和埋入电子元件的趋势，并提出了围绕PCB的产业界和学会等的协调整合问题。

2003年版“路线图”中对系统封装（SiP）发展的预测，从现在过了十二年后看，它当时对PCB技术及基材的发展具有很准确的预见性。它提出：随着电子设备的高性能化和低成本化的发展，PWB 所要求的事项日益增多和严格。为了实现今后电子设备的高性能化、高频化、轻薄短小化和低成本化，要求从未有过的解决对策，路线图尚未明确。为此PCB 商必须采用更复合化的技术，这些代表性的技术埋置无源元件、埋置有源元件和系统封装（SiP）等。在有限的空间搭载更多功能的关键是必须把握连接技术复合化。由于材料特性不同的元件采用不同的连接技术，因此材料特性或者界面分析技术的开发相当重要。虽然高速电路设计技术目前只涉及到极少部分的PWB 商，但是今后的10年间将会成为一般的技术。制造技术的优势，设计技术是关键，这种资源的扩充将成为日本对于中国同行们的竞争优势。但是仅仅日本 PCB 商单枪匹马是难以谋求资源扩充的，而必须是日本电子设备商、半导体商、无源元件商和PCB 商的携手合作才能寻求资源的扩充。

1.2.32009年版内容例［5］

2009年版“路线图”首次将PCB技术从20世纪50年代中期到21世纪30年代末期间的发展划分为七代［6］（图1）。其中第四代是HDI板，在它之前是传统的多层板（第三代），在它的之后是埋置元器件PCB（第五代）及系统埋置PCB（第六代）。

图1　PCB发展中的七代技术

预测在第四代HDI板工艺技术发展的基础上，将发展埋置元器件板（第五代）、系统元器件埋置PCB（第六代）和光电线路板（第七代），在技术上是相辅相成、交叉并进、继承发展的。这一几代高阶PCB技术发展及量产实现期的预测，有力的推动了埋置元器件板，以及光电线路板技术进步。可以看到，近年埋置元器件PCB技术上又有新的发展，在应用领域及应用量上得到扩大。2012年埋置元器件PCB的出货量达到6525万个，年增长率达110.5%。自2013年起已在三星等品牌手机上及平板电脑得到采用。光电线路板在近一、两年中在设计、光转换部件及光电线路板用专用基材方面都取得不小的研发成果。

1.2.42015年版内容例［1］

2015年版“路线图”第2章：被关注的市场和电子机器群，新添了一些新市场——医疗、能源、运输（包括汽车、高铁、轻轨列车、航空）的综述、分析。

与上一版的“路线图”发布时间仅隔两年，但发生了很大的变化。其中之一的大变化，表现在IoT （Internet of Things，物联网）及CPS（Cyber Physical System，网络物理系统）方面。未来实现CPS，需要追求将信息收集、存储、控制的元器件（传感器、系统LSI、存储器等）、用于信息传输的网络（大容量通信、交换机、路由器等）、信息处理-解析（云计算、人工智能、机械学习等）的多项要素技术的推进、融合。在各种技术的相互“融合”以及实现“无铅化”中，国际规模的携手合作、标准化、通用平台的构筑，都是不可缺少的。电子信息技术已成为这一大潮流的主角，作为安装技术，也得到发展的大机遇。对安装（Jisso）技术的未来如何做，以及如何去实现，这是本版路线图担负着“价值提供”与认识的重任。

2　JPCA的印制电路板技术路线图

2.1JPCA的“PCB路线图”产生背景及宗旨

需要我们PCB业界同行值得关注的另一信息是：2014年版和2015年版日本的“PCB线路图”出炉。

2014年，日本电子电路工业会接替JEITA的“Jisso技术线路图专业委员会”下设的印制电路专委会（WG5）的工作，在完成JEITA的两年一版的“安装技术路线图”同时，还编制了“印制电路技术线路图”，首版“PCB线路图”于2014年6月4日JPCA Show召开之际问世。2015年6月又问世了2015年版。

互联网上所见到“PCB路线图”宣传文中所表明它的出台背景及宗旨［1］。这就是：力图通过该行业发展指南性文件，帮助行业、企业通过新市场开拓与技术创新，去振兴目前严重下滑的日本PCB业。

“PCB路线图”宣传文提到：日本的印刷电路板行业，以2008年下半年雷曼金融危机为开端，出现了无法刹住的国内PCB产量消减的倾向。到2011年及2012年又受到日本视频电子产品的大规模市场丧失的影响，所有电子产品用PCB在世界市场占有率有所下降。到2013年国内PCB产值比2012年下降了-15.6%（即减少了6千亿日元），国内PCB业陷入“毁灭性”的颓势。

2.22014年版“PCB路线图”对新市场及技术发展趋势的阐述［8］

JPCA的2014年版“PCB路线图”主要内容，是对携带式电子产品，以及汽车电子，医疗保健设备在发展的方向、技术趋势上加以说明。围绕这些未来发展，阐述、预测在有机树脂刚性PCB、挠性PCB、IC封装基板、硅/玻璃/有机树脂内插板、刚-挠PCB、大面积柔性电子产品用基板等的技术动向加以解说。

该“PCB路线图”强调：当前，在传统技术的PCB方面，其材料和制造工艺的物理界限接近，对电路细微化材料、设备、制造工法的创新要求更为迫切。另一方面，PCB的市场，已经在以前的民用消费型产品和产业机器为中心市场基础上，又增加上M2M（Machine to Machine，机器与机器对话）和IoT （Internet of Things）代表的以互联网为连接纽带的医疗机器、健康管理、物流、穿戴、设备软件程序、汽车等新市场，这些产业所需要的智能系统集成的重要部件，正在被定位、被确立。

2.32015年版“PCB路线图”又有了新的内容

2015年6月3日， 2015年版印制电路板技术路线图在JPCA展览会上亮相，为了宣讲这份报告的精神，特地在展会的三天里，特邀此“PCB路线图”撰写的三位主要参与者，以此报告内容为主题分别作了三场讲演。

JPCA的2015年版“PCB路线图”分为9章。分别为：（1）PCB技术路线图的总论；（2）PCB的应用市场；（3）～（6）几种PCB（刚性板、挠性板、半导体封装载板、埋置元件板）的技术发展趋势；（7）常见的课题；（8）机遇与挑战；（9）热门主题。

在“PCB路线图”报告中所展望未来PCB新技术发展部分，提到：PCB产品或技术的应用领域在持续扩大，采用多样的特殊印刷技术形成的半导体、导体、介质等，产生了“大面积柔性电子（印刷电子）”和“可伸缩电子”，“玻璃/硅插入衬底基板”（典型例见图2），光导波路等的线路形成技术。这些新型PCB包括与微细化半导体、MEMS的组合形成的“智能系统集成”。并有望在医疗、健康管理、服饰、物流以及航空宇航等新市场中得到应用。

图2　玻璃插入衬底基板构造例（光电子技术研究所制）［9］

3　日本PCB战略性技术路线图对我们的经验启示

3.1美、日实施技术路线图已走在世界前列

世界上，技术路线图始于20世纪70年代末期，它首先使用在美国汽车行业。当时创建这种路线图是为了避免忽略可能成功的技术，向各利益相关者展示公司的战略，增强供应链上下游的信心。之后技术路线图在美国半导体行业的应用更是产生了极其深远的影响，美国各公司、各行业、国家实验室、能源部等纷纷绘制技术路线图。例如，以美国为主导编制的国际半导体技术发展路线图（ITRS）自1999年第1版问世后，每偶数年份更新，被工业界广泛认同为“对未来15年内研发需求的最佳预测，对公司、研发团体和政府都有指导作用，对提高各个层次上研发投资的决策质量都有重要意义。”

90年代中后期，技术路线图扩大展到全球的其他国家和地区。如日本、英国、加拿大、韩国、台湾等。其中，以日本是借鉴美国搞技术路线图最出色的国家。日本已拥有30多年的技术预见经验，建立了从国家到企业的技术预见完整体系，这是世界上其他国家难以比及的重要因素。长期的技术预见活动，在全社会营造了浓郁的预见文化氛围，这为在国家、行业、企业等各层面搞战略性技术路线图，以及对它的顺利实施奠定了良好基础。

3.2在PCB行业制定、实施技术路线图的实际意义分析

3.2.1从了解技术路线图的构成，理解它的“指南”意义

图3　路线图在指明路径方面的几种构成形式［11］

技术路线图，顾名思义是一种技术发展的“指南”、“途经”、“蓝图”。它一般指明了两个方向的路径［11］，即横方向与纵方向［图3（a）］。横方向指技术随着时间的变化过程。另一个指明的路径，是纵向的联系。它反映的是技术和研发项目、产品、市场的关系路径［图3（b）］。技术路线图也可由这纵横两个维度交错而构成。即可能有多种发展路径，如一个技术可能有多种产品，有几个市场等［图3 （C）］。这种技术路线图多用于以公司为层面的产品路线图中。

从技术路线图的构成形式就可认识到，技术路线图可以使我们更深层次地去把握技术创新规律。利用它作为决策的依据。这里包括政策决策、投资决策、合作决策、产品开发方向决策、产品产业化及投放市场的时间决策等。在这些决策中，减少盲目性和滞后性，提高技术创新的战略性、准确性和成功率。

3.2.2不同层次的技术路线图的效益重点［11］-［13］

不同层次的技术路线图，在实际意义体现上有所差异。

国家层面的技术路线图，政府管理部门主要是依靠它，把握国家级技术战略性发展方向，制订切合实际的产业政策，鼓励和资助研究所、学术界、和大公司加强相关基础科学的研究。由国务院于2015年5月8日公布的“中国制造2025”行动纲领性规划中，首次明确的提出，为了确保“中国制造2025”的方向准确的具体实施，要定期开展编制技术路线图的工作。这是当前我国政府开始对国家层面的技术路线图认识，提高到更重要地位的体现。

产业层面的技术路线图，起到基础研究的学术界与实施应用研究的企业的“纽带“作用。以此减少目前存在的产业界和学术界有较大脱节的问题。以此进一步提升产业技术发展的预见工作，加快新知识、新技术、新市场产生的速度和广度。

路线图可引导产业内上下游更好衔接，使整个产业和新配套产业得到有序的发展。同时，路线图还可传递未来产业研发的需求信息，使科研行为和市场需求紧密结合起来。

日本安装技术路线图（JJTR）、日本印制电路板技术路线图就属这类路线图的典范。日本安装技术路线图，更侧重于对电子安装的终端产品新市场、新技术发展变化趋势的研究、指南。日本印制电路板技术路线图，则把对PCB的新前沿技术、PCB市场的发展趋势，以及未来PCB产品的新市场、PCB的革命性新技术发展，作更多的预测。

企业层的技术路线图，主要围绕产品制造技术及市场，作更多的、具体的预测。它能够帮助企业更深层次地去把握技术创新规律，有助于卓有成效的整合各方资源，构建产品技术创新的整体的、系统的战略。美国一些大公司在多年实施企业的技术路线图中，摸索出一条宝贵的经验［14］：就是把自己企业的路线图和产业的路线图，材料供应商的技术路线图，配套技术产品的路线图等进行合理的整合。“一代材料，决定一代产品技术”。材料供应厂商的路线图反映了供应商的技术创新和技术发展意图，这对下游的技术识别起到很关键的作用。企业的技术路线图若把材料供应厂商的路线图整合在一起，就可与上游的材料供应厂商签订长期合作协议，形成共同开创市场的利益相关体，共同分担市场风险，从而降低技术开发风险。

笔者了解到，近年来，广东生益科技股份有限公司已经尝试编制企业技术路线图，去指导该公司PCB用基板材料产品研发。近期他们透露［15］：“在2005年以后，公司的技术发展遇到了众多的挑战，对技术的方向、着力点、技术与产品的关系等基本方面一直在探索和实践。经多年的实践、认识、再实践、再认识的不断循环中，2014年基本已确定了技术路线图，并依此明确了技术平台、产品平台、工程化的三大技术着力点及相互关系，并依托过去若干年的成功实践，确立了实施的基本结构、组织、方法等，是公司技术发展的重大突破，将深刻地影响公司未来的技术进步。”

3.3期盼我们自己的PCB产业技术路线图早问世

出于我国PCB产业技术创新的需要，出于走到全球PCB领域最前沿的需要，出于我们的企业在发展产品技术方面与上下游、与研究院所更密切的携手合作的需要，非常需要有能结合我国国情和产业特色的技术路线图尽早出台。

我们需要尽快建立起PCB技术路线的编制机构（如“技术路线图委员会”等），开展产业内，以及上下游内的技术发展前景的深入调查、研究。需要建立技术路线图定期发布的机制，以推动技术路线图中所提出的各种创新技术项目的实施。同时，我们需要在技术路线图编制中，与国际上相关组织的信息沟通、携手合作，在国际化的技术路线图构建中，有我们中国的话语权。

期望把我们PCB行业的这项技术路线图工作搞好，为我国PCB业做大做强，做导航、明目标、添动力。

［1］互联网.（日）2015年度版的日本安装技术路线图（Japan Jisso Technology Roadmap-2015）（简介、目录）.

［2］祝大同编译. 21世纪初安装技术的发展目标［J］.印制电路信息， 2002，2.

［3］蔡积庆编译. PWB技术路线图［J］. 印制电路信息，2004，11.

［4］宇都宫久修. 2003年度版日本実装技術ロードマップに见るプリント配线板の技術ロ-ドマップ［J］. 电子材料（日）， 2003，10.

［5］祝大同. HDI多层板走过二十年（上篇）——对二十年来HDI多层板及其基板材料技术创新的评析［J］. 印制电路信息， 2002，2.

［6］配線板の展望. エレクトロニクス実装学会誌［J］. Vol.12， No.1（2009）.

［7］互联网. 2014年度版プリント配線板技術ロードマップ発行のお知らせ. http://jpca.jp.

［8］野村和広. 配線板技術ロードマップが描く将来のPWB.半導体産業新聞， 2014，12，26.

［9］互联网. 2015年度版プリント配線板技術ロードマップのご紹介. http://jpca.jp/books/ roadmap，2015.

［10］松丸幸平. 高速光传送用ガラスインターポーザ

［N］.フジクラ技報， 2014，12.

［11］李万等. 日本战略性技术路线图的编制对我国的经验启示［J］. 创新科技， 2013，1.

［12］李雪凤，仝允桓，谈毅. 技术路线图和技术路线图思维［J］. 科学学与科学技术管理， 2005，8.

［13］孟海华. 产业技术路线图研究中国科学技术大学［J］. 博士论文，2009.

［14］Irene J.Petric；ka， Ann E.Echols Technology roadmapping in review: A tool for making sustainable new product development decisions［J］. Technological Forecasting & Social Change 71（2004）PP81-100.

［15］互联网. 广东生益科技股份有限公司2014年年度报告. 2015，3，10.

Technology roadmap — the guide to PCB industry getting bigger and stronger

ZHU Da-tong

In the paper， the evolution and main content of Japanese two technology roadmaps containing PCB were introduced and analyzed. Practical significance of future technology roadmap about Chinese PCB industry was expounded. At the same time， suggestion to Chinese PCB technology roadmap was proposed.

Printed Circuit Board； Technology Roadmap； Technological Innovation

TN41

A

1009-0096（2015）08-0012-05