連捷福建對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學(xué)院?。ǜＶ?50016）

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運(yùn)作流程變革對(duì)PCB設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的影響
——以PCB設(shè)計(jì)企業(yè)Palpilot公司為例

連捷
福建對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學(xué)院（福州350016）

摘要PCB設(shè)計(jì)是電子信息制造業(yè)的重要環(huán)節(jié)。在電子產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的今天，國內(nèi)個(gè)人電子產(chǎn)品消費(fèi)水平的提高對(duì)于電子設(shè)計(jì)制造服務(wù)業(yè)而言，既是難得的發(fā)展機(jī)遇也是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。特別是近年來電子信息制造業(yè)出現(xiàn)了增幅減緩的趨勢(shì)，部分低端制造業(yè)外遷印度、越南；高端設(shè)計(jì)企業(yè)回遷發(fā)達(dá)國家，這給整個(gè)電子信息產(chǎn)業(yè)造成逐漸增大的沖擊。在這種環(huán)境下，PCB設(shè)計(jì)服務(wù)商作為電子信息制造業(yè)的重要環(huán)節(jié)，除了提高自身的技術(shù)水準(zhǔn)，引入更新、更強(qiáng)大的設(shè)計(jì)平臺(tái)以適應(yīng)電子業(yè)技術(shù)高速發(fā)展的需求以外，更為重要的是，從企業(yè)自身情況出發(fā)，通過對(duì)企業(yè)價(jià)值鏈的分析，尋求管理運(yùn)作模式上的創(chuàng)新，改進(jìn)低附加值的設(shè)計(jì)流程，與產(chǎn)業(yè)鏈上游掌握核心技術(shù)的品牌廠商密切合作，使自身在整體產(chǎn)業(yè)鏈中的位置前移，增加企業(yè)在電子設(shè)計(jì)服務(wù)商中的競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞PCB設(shè)計(jì)；流程管理；產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)

PCB是電子元器件的載體。它廣泛應(yīng)用于生活中的各種電子設(shè)備中，應(yīng)用廣泛，可以說只要有集成電路的儀器，就一定會(huì)使用到PCB板。

在2006年中國取代日本成為全球最大的PCB設(shè)計(jì)和制造國后，截至2013年底，根據(jù)N.T. Information、IPC、Prismark三者權(quán)威數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析結(jié)果，7年內(nèi)中國的PCB產(chǎn)值實(shí)現(xiàn)了翻番，在全球總產(chǎn)值中的占比也從2006年的24.9%升至42.8%。但PCB產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展增速在2010年后出現(xiàn)了明顯的下降：結(jié)合工信部發(fā)布的最新的2014年電子信息產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)公報(bào)上的分析數(shù)據(jù)來看，我國近年來PCB產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)幾個(gè)特征：

其一，由于近年來中國人口紅利逐漸消失，材料成本上升，政府在土地和稅收等方面的優(yōu)惠政策的削弱以及環(huán)保監(jiān)管力度的加強(qiáng)，中國PCB產(chǎn)業(yè)正在逐漸由以昆山為集中點(diǎn)的長三角地區(qū)和以深圳為集中點(diǎn)的珠三角地區(qū)向以武漢為集中點(diǎn)的華中地區(qū)、成都為集中點(diǎn)的西南地區(qū)以及西北等地遷移；同時(shí)，盡管包括PCB產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的整體電子信息產(chǎn)業(yè)仍然保持較快的發(fā)展速度，但增速正在減緩。

其二，全球電子信息制造業(yè)正在與其他制造業(yè)一樣，正在越來越多的加移到人力資本和土地資本更加低廉的東南亞（越南為主）和印度地區(qū)。但相比于其他工業(yè)制造業(yè)，以PCB產(chǎn)業(yè)為依附的電子信息產(chǎn)業(yè)群在這幾年發(fā)展的越發(fā)完善，從原理設(shè)計(jì)到PCB設(shè)計(jì)到加工制造，最后加工成為成品，并進(jìn)入銷售渠道，一條完整的電子信息產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)趨向完善，并出現(xiàn)了以中興、華為等一批民營龍頭企業(yè)在國際市場(chǎng)原始設(shè)備研發(fā)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用，甚至大舉占領(lǐng)國際市場(chǎng)的份額。這個(gè)優(yōu)勢(shì)很大程度上抵消了電子行業(yè)部分資本外遷帶來的不利影響?！叭騊CB產(chǎn)業(yè)鏈的制造業(yè)主體在中國”這個(gè)局面在短期內(nèi)不會(huì)發(fā)生重大改變。

圖1　2010-2014年我國底子信息產(chǎn)業(yè)增長情況

但我們也應(yīng)清醒的意識(shí)到，人口紅利的減少和土地成本的急劇增加，使電子產(chǎn)業(yè)的利潤重心在發(fā)生偏移，電子產(chǎn)業(yè)鏈中的低附加值部分正在從大陸制造業(yè)體系中被慢慢剝平。相對(duì)而言，如何更好的整合產(chǎn)業(yè)鏈，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈中的高附加值環(huán)節(jié)部分的全球競(jìng)爭(zhēng)力，成了下一階段亟待解決的重要問題。

圖2　2014年電子信息制造業(yè)余全國工業(yè)增加值累計(jì)增速比

1　 PCB設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)在電子信息制造業(yè)價(jià)值鏈上的地位分析

PCB設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)在電子制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈條中雖然較為靠前，但其價(jià)值增值相對(duì)較緩（見圖1及圖表說明）。電子信息產(chǎn)業(yè)鏈上的全球領(lǐng)導(dǎo)級(jí)的企業(yè)仍然牢牢控制著價(jià)值鏈上的核心環(huán)節(jié)。因此PCB設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要么成為這些領(lǐng)導(dǎo)級(jí)企業(yè)電子研發(fā)環(huán)節(jié)中的附屬部分；要么被世界級(jí)的下游的電子工業(yè)制造企業(yè)一體化延伸包含。而PCB設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)原本可以成為相對(duì)獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)群體，得到自由發(fā)展，卻往往成為前兩者的附庸體。這樣一方面將導(dǎo)致我國PCB制造業(yè)主體被壓制在低端制造供應(yīng)環(huán)節(jié)，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的加型升級(jí)；另一方面，PCB設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的自身生存也受到了極大的制約。國內(nèi)獨(dú)立的PCB企業(yè)多數(shù)淪為無設(shè)計(jì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、無合法設(shè)計(jì)平臺(tái)、無固定規(guī)?；献骰锇榈娜裏o“抄板企業(yè)”，難以作為具備獨(dú)立研發(fā)能力，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)群體與產(chǎn)業(yè)鏈上游的ODM實(shí)現(xiàn)平等合作。

圖3　電子信息產(chǎn)業(yè)全球價(jià)值鏈分布示意圖

2　 PCB設(shè)計(jì)流程的改造是提升產(chǎn)業(yè)地位的重要途徑

導(dǎo)致PCB產(chǎn)業(yè)成為產(chǎn)業(yè)鏈的附庸而不是必要“環(huán)節(jié)”的主要癥結(jié)在于目前傳統(tǒng)的PCB設(shè)計(jì)流程無法高效的鏈接產(chǎn)業(yè)上下游，更無法協(xié)助產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)擴(kuò)大自身的資源優(yōu)勢(shì)。于是最終只能讓本該承擔(dān)起銜接任務(wù)的PCB設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)邊緣化，成為電子信息產(chǎn)業(yè)上下游的“外包服務(wù)商”。因此，如何要讓PCB設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)完成從“易被替代的設(shè)計(jì)外包服務(wù)商”加型成“產(chǎn)業(yè)鏈中必要環(huán)節(jié)”，起到整合上下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的功能，就必須從調(diào)整傳統(tǒng)PCB產(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)工藝流程做起。

（1）傳統(tǒng)PCB設(shè)計(jì)流程表現(xiàn)出PCB設(shè)計(jì)業(yè)在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上的“低附著性”

從傳統(tǒng)PCB設(shè)計(jì)的主要流程（圖4左圖）中可以看出，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程屬于線性流程，上游客戶一般只在4-5和7-8環(huán)節(jié)介入進(jìn)行設(shè)計(jì)圖面品質(zhì)檢查。而且這種“串聯(lián)”式的工作流程，除非在過程中出現(xiàn)明顯的設(shè)計(jì)失加，否則只能在最終PCB設(shè)計(jì)至后置處理完成后，才通過仿真儀器測(cè)量相關(guān)電器參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)參數(shù)波形不符合設(shè)計(jì)要求，那么“設(shè)計(jì)返工”要回到步驟3-4之前。表面上，返工只是造成了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率低下；而從深層來看，這其實(shí)就是供應(yīng)鏈間銜接不順暢的一種表征。這將直接妨礙到下游加工制造業(yè)的生產(chǎn)，同時(shí)也會(huì)嚴(yán)重影響到上游客戶進(jìn)行新產(chǎn)品研發(fā)和市場(chǎng)推廣的進(jìn)度（對(duì)設(shè)計(jì)周期和設(shè)計(jì)成本的影響參見表1）。因此這種“單向式”的設(shè)計(jì)工藝流程最終將導(dǎo)致PCB設(shè)計(jì)企業(yè)的低附加值性和相對(duì)于整個(gè)電子信息產(chǎn)業(yè)的“低附著性”，最終很容易就淪為上文所述的電子信息產(chǎn)業(yè)鏈的“附庸產(chǎn)業(yè)”。因此作為PCB設(shè)計(jì)加工服務(wù)企業(yè)，要擺脫在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中的被動(dòng)的供求關(guān)系以爭(zhēng)取主動(dòng)，應(yīng)從供應(yīng)鏈上下游本身為切入點(diǎn)去考慮——如何發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，將核心競(jìng)爭(zhēng)力更緊密的契合到產(chǎn)業(yè)鏈上，與擁有其他資源優(yōu)勢(shì)的企業(yè)結(jié)成“共生體”來增強(qiáng)彼此的活力。

（2）流程再造后新的PCB設(shè)計(jì)流程將極大提升產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的運(yùn)作效率

將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程改造成為新的更有效率，更適合國內(nèi)PCB產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)的過程，就是理論上所謂的“流程再造（BPR Business process reengineering）””。提出此觀點(diǎn)的代表人物詹姆斯·哈林頓認(rèn)為“流程再造是一種以預(yù)防為導(dǎo)向的企業(yè)管理方法，從源頭上預(yù)防錯(cuò)加產(chǎn)生”

近幾年，經(jīng)過殘酷的市場(chǎng)優(yōu)勝劣汰，部分PCB設(shè)計(jì)企業(yè)慢慢與上游ODM廠商和下游的DEM廠商有了更深層次的合作關(guān)系——在雙方合作過程中，形成了更為有效的互動(dòng)；這些企業(yè)的業(yè)務(wù)范圍有了更廣的擴(kuò)展，甚至很多PCB設(shè)計(jì)企業(yè)利用前向一體化與上游的ODM廠商進(jìn)行資源的整合，從以往的“設(shè)計(jì)外包”變成了雙方之間的“動(dòng)態(tài)聯(lián)盟”，在提升了自身競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)，也帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)向新的業(yè)態(tài)發(fā)展。而這些變化的發(fā)源端之一，就來自企業(yè)對(duì)自身運(yùn)作流程的改進(jìn)。

與傳統(tǒng)流程相比，新設(shè)計(jì)流程（圖4b）將前后仿真兩個(gè)原本只在上游客戶端進(jìn)行的項(xiàng)目模組并入了自身的工序中。這并非是簡單的將一個(gè)環(huán)節(jié)插入舊有的作業(yè)程序中，而是將原有流程中的所有環(huán)節(jié)與新加入的環(huán)節(jié)一起，作為一套平散的作業(yè)在多個(gè)部門之間共享。

圖4：傳統(tǒng)PCB設(shè)計(jì)工藝流程

作業(yè)環(huán)節(jié)在設(shè)計(jì)原理到達(dá)設(shè)計(jì)中心的時(shí)候，就開始進(jìn)行分配，也可以根據(jù)設(shè)計(jì)中所遇到的實(shí)際問題和設(shè)計(jì)項(xiàng)目小組、設(shè)計(jì)人員的實(shí)際情況實(shí)時(shí)協(xié)商完成。相比于傳統(tǒng)流程的“串連性”，新流程中增加了更多協(xié)商式業(yè)務(wù)流程，讓兩個(gè)以上的設(shè)計(jì)部門在流程中進(jìn)行設(shè)計(jì)協(xié)商，整個(gè)流程中的每一個(gè)部門都有與客戶公司直接對(duì)應(yīng)的研究協(xié)商人員，在任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)意見分歧或者無法決斷的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)問題的實(shí)質(zhì)內(nèi)容選擇與本公司上下游的部門人員做“縱向”溝通，或與合作單位（公司）的相關(guān)人員做“橫向”的交流，以便問題能得以及時(shí)解決。

對(duì)于以BPR方式優(yōu)化過的流程，新流程對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)效率的提升的結(jié)果，可以從表1看出。表1呈列的是一張兩年前基于主流芯片ivy bridge架構(gòu)的notebook主機(jī)板的設(shè)計(jì)效率和最終效益的對(duì)比，表格中采集了兩種流程的執(zhí)行時(shí)間、成本、效率、最終效益等方面的數(shù)據(jù)，其結(jié)果雖然不能代表所有的PCB板設(shè)計(jì)企業(yè)的運(yùn)營結(jié)果，但由于采樣品類為主流機(jī)型線路板，因此仍然具有較強(qiáng)的代表性。

表1　新舊流程效能改變對(duì)照

從前后流程的變革帶來的變化不難發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過采用新流程后，整個(gè)研發(fā)周期大大縮短。這對(duì)于目前主板主頻速度加速提升，3C產(chǎn)品品類數(shù)量爆發(fā)式增加的今天，顯得尤其重要。新流程在整體設(shè)計(jì)過程中，將模擬仿真等交互式測(cè)試環(huán)節(jié)有機(jī)的嵌入關(guān)鍵環(huán)節(jié)點(diǎn)中，讓原理設(shè)計(jì)方與PCB設(shè)計(jì)人員的溝通交流幾乎得以貫穿始終，這對(duì)減少原始設(shè)計(jì)時(shí)的“試錯(cuò)次數(shù)”和提高線路設(shè)計(jì)時(shí)的布線一次成功率，以及縮短新產(chǎn)品的研發(fā)周期的作用不言而喻。

另一方面，從筆者進(jìn)行大規(guī)模調(diào)研的市場(chǎng)數(shù)據(jù)來看，以PCB設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)鏈中的利潤分配而論，產(chǎn)品原始研發(fā)設(shè)計(jì)占總體訂單的60%，仿真、測(cè)試、修改占總體的15%，而人工占比（人工設(shè)計(jì)總時(shí)長）最大的元器件布局設(shè)計(jì)和布線設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)只占剩余的20%強(qiáng)。在PCB設(shè)計(jì)公司調(diào)整過運(yùn)作流程后，前端設(shè)計(jì)（前仿真、確定元件封裝等）后移，與后端程序（后仿真、測(cè)試修改等）前移，即約有30%-40%的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)從ODM企業(yè)加入PCB設(shè)計(jì)企業(yè)完成，約占訂單利潤總額的4.5%-6%；考慮到于此同時(shí)，設(shè)計(jì)周期還有相當(dāng)幅度的縮短，從總效益增量角度來看，還是相當(dāng)可觀的。

除了效率提升，利潤增加這些看得見的直接受益外，新流程本身將設(shè)計(jì)公司與上下游客戶間的聯(lián)系重新塑造成為一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體。在這樣一個(gè)工作環(huán)境中，客戶會(huì)不知不覺對(duì)新流程和公司產(chǎn)生極大的依賴性，也擺脫了以往“串聯(lián)式”的單線聯(lián)系的工作方式。從價(jià)值鏈角度來說，這樣的新型的流程作業(yè)形式有助于開拓PCB產(chǎn)業(yè)鏈中三種“鏈條”的創(chuàng)生，即“增值鏈”、“協(xié)作鏈”、“虛擬鏈”——“增值鏈”的開拓讓公司業(yè)務(wù)向產(chǎn)業(yè)鏈更高端方向移動(dòng)，提高PCB設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)的附加值；“協(xié)作鏈”的開拓使公司縱向協(xié)作和橫向協(xié)作效能得到極大的提升；而流程改造后，PCB設(shè)計(jì)公司直接面對(duì)上下游客戶的業(yè)務(wù)合作，正是價(jià)值鏈中“虛擬鏈”的開拓。虛擬鏈的開拓，將公司上下游的企業(yè)連接起來，建立起一個(gè)業(yè)務(wù)相關(guān)的動(dòng)態(tài)企業(yè)聯(lián)盟，從而形成一個(gè)虛擬的企業(yè)，覆蓋了從設(shè)計(jì)領(lǐng)域到生產(chǎn)、加工領(lǐng)域一系列的業(yè)務(wù)增值過程。

3　結(jié)語

在全球價(jià)值鏈模式下，PCB設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)通過解構(gòu)原有流程，采用新的運(yùn)作流程，本質(zhì)上要么為了前向整合高附加值相關(guān)產(chǎn)業(yè)，以完成功能升級(jí)；要么通過細(xì)化協(xié)作方式來完成與相關(guān)高附加值產(chǎn)業(yè)特別是這些產(chǎn)業(yè)中的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)之間更緊密的聯(lián)系。這兩種發(fā)展趨勢(shì)都能有效的在電子產(chǎn)業(yè)急速發(fā)展、急速優(yōu)勝劣汰的時(shí)代，讓PCB設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)乃至整個(gè)PCB產(chǎn)業(yè)都得到較為穩(wěn)定的發(fā)展，并最終給我國的電子信息產(chǎn)業(yè)的整體升級(jí)帶來不可忽視的助益。

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（責(zé)任編輯：興安）

中圖分類號(hào)：C931

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-3319（2016）01-00048-04