BBIN BBIN宝盈电子整机制造技术100年发展史有苹果华为中兴小米的故事 科技老兵戴辉

　　1978年，中国开始改革开放，正好赶上全球电子信息产业腾飞。因为具有巨大的制造红利和工程师红利，中国一跃成长为全球最大的电子整机产品制造地。

　　1、80年代，电视机在中国大陆普及，引入日本技术，国内有了100多条生产线年代，电话通信网络普及，互联网启蒙，电脑需求也暴涨。

　　单纯的个人计算机（PC）主要是专业用途（打字、科研、设计等），需求并不大。

　　电话机普及后，通过细细的电话线进行远程联网，互联网启蒙，世界变成“平的”（the world is flat），地球成为村落。

　　PC需求暴涨，进入千家万户。2000年的台式组装机还高达一万元（我很肉疼），后来需求量上去后，价格就暴跌了。

　　移动互联网有诗曰：少壮不努力，长大玩手机；春眠不觉晓，醒来玩手机；举头望明月，低头玩手机；排队测核酸，闷声玩手机。

　　最早是在富士康龙华厂成功制造，很多新工艺在这里得以实现。然后有了三星和“华米OV荣传”。当前，九成苹果手机依然在中国制造，苹果制造供应链很发达。千万别让苹果跑了！

　　时代大潮滚滚向前，一浪推一浪。全世界努力了70年，在人工智能（AI）上获得突破，就是深度学习（deep learning）。人工智能革命又诞生了。

　　特斯拉在上海临港的超级工厂开工引爆产业，再一次缔造了“美中联合创新”篇章。传统车厂、新势力、手机厂都蜂拥进入这个赛道。中国汽车工程学会会士陈上华先生告诉我：不智能，无汽车。同济大学朱西产教授告诉我：自动驾驶是“诗和远方”，如果真的可以实现，那我们就要重新思考，汽车是不是还只是一个交通工具？！

　　券商们对特斯拉和比亚迪的电动车进行了拆解，发现有好多电路板，还有密密麻麻的元件。汽车也从经典的机械变得越来越像一个大号的电子设备。

　　因为汽油的能量密度比电池高很多，很多年里，油车一直是占据了决定性的优势。我曾赴德国汽车城斯图加特参观奔驰汽车博物馆和保时捷汽车博物馆。从1886年卡尔·奔驰发明汽车开始，燃油车持续繁荣上百年。

　　我见过1914年的油电混动汽车——The Galt Gasoline-Electric，依靠电池可续航30公里。而1881年诞生于柏林的有轨电车因走固定路线，该技术一直延续到今天。

　　需要说明一下：传统燃油车也可有辅助智能驾驶功能（如防前撞AEB），还可提供混合动力（hybrid）。

　　德国品牌汽车（如BBA）的1/3市场在中国。2022年11月4日，德国总理奥拉夫·朔尔茨访华，大众和宝马CEO随行。宝马在沈阳建电动车厂（i3、mini电动等）和高压电池厂，在南京和诚迈成立汽车软件合资企业。来自西方的Tier 1（汽车零部件一级供应商，最有名的是博世）普遍在中国有厂，对本土造车新势力帮助挺大。

　　资深SMT工艺专家陈志光表示：本世纪的第一个十年里，本土SMT相关装备产业群顺势而为，迅速崛起，如锡膏印刷机、回流炉、波峰焊炉、AOI/SPI机、上下料机、点胶机、激光机、镭雕机等的国产化比例在逐步提升。资深可靠性专家王文利认为全流程的自动视觉检测（AOI）对保证焊接质量很重要，对新兴的汽车电路板尤其如此，因为“车震”往往很激烈。

　　视觉检测设备早已是不可或缺的生产设备了，我顾问的明锐理想就为电动汽车（特斯拉、比亚迪、宝马、丰田等）和Tier 1（零部件一级供应商如博世、法雷奥、采埃孚、麦格纳等）都提供了AOI（自动视觉检测），并有响亮的SLOGAN：明于心，锐于眼。我的表妹在德国采埃孚（ZF）珠海工厂任工程师时，对MagicRay丰富的AOI算法就如数家珍。面对小到芝麻大小的零件，人多少都会有些密集恐惧症，但机器却无所畏惧。

　　，Printed Circuit Board）指的是空白板（裸板），也称印刷电路板、印刷线路板。组装电路板（

　　，Printed Circuit Board Assembly)，就是经过一道道工序的加工，将一块PCB空板，将各种集成电路和器件都组装上。过去这么多年，电子装联的技术看似没有大的变化，依旧是元件通过焊料与电路板形成可靠的连接，形成电路连接，进而实现设计功能。但其实，每一天都在发生着变化。

　　组装技术主要有两种：表面贴装（组装）技术（SMT，Surface-mount technology ）广泛使用，但也还有有一些器件采用传统的传统的

　　，以及特殊的技术如COB（chip on board）工艺中采用的引线键合(wire bonding）等。科技老兵戴辉开始讲历史了，本文1.1万字，长文慎入！

　　100年前的1920年代，电台开始运营，电子管收音机开始进入百姓家。我写过一篇文章，讲述百年收音机历史：

　　早期的电子管收音机上的电子管、电阻、电容器等器件都是先安装在基板或底座上，再用导线焊接联接而成。这种

　　上海无线C（美国ATWATERKENT公司制造），是用木板作为装配底座，通过导线个电子管等元器件连接起来的。

　　这个技术流传到了今天。30年前老兵戴辉读大学的时候，《数字逻辑电路》有一个课程设计，是在面包板上用最基础的“逻辑门”来做一个数字时钟电路。本质上是实现了一个小型数字集成电路。

　　要连很多导线，我们班同学在雅尼（Yanni）作曲的天籁之音《河西走廊之梦》（dream of hexi corridor）陪伴下，奋斗了一个通宵。青春无悔！

　　人们为了简化电子机器的制作、减少电子零件间的配线、降作成本，因而积极钻研取代配线世纪初，印制电路板（PCB， Printed Circuit Board; PWB，Printed Wiring Board，也称印刷电路板) 的概念产生，并在西欧、北美、东亚（日本）等地同时发展。

　　高射炮弹发射后在接近飞机时（并不需要直接碰撞到）爆炸，破坏力就能最大。早期采用的是机械式的钟表时间引信，发射后延时爆炸，发射前需要弹药手用扳手来人工调节或者用引信测合机调节时间。得益于无线年成功研制出了无线电近炸引信，用在高射炮弹上。近炸引信（英语：Proximity fuze，日语：近接信管）亦称近爆引信或近发引信，也被称为“VT”（VT指Variable Time，变时），是一种可自动感应目标（飞机）距离而决定引爆的雷管。近炸引信控制系统利用多普勒效应感知敌机距离，一旦飞机进入21米范围内就会引爆炮弹。在没有无线架飞机，而有了无线架飞机，可见无线电近炸引信的出现大大提高了高射炮命中率。无线电近炸引信还可用在火箭弹、水雷、鱼雷、防空/空空导弹上。

　　插个小故事。1990-91年在南京浦口山里读书，边上就是空军的高射炮阵地，坐上去可转动炮管朝天，还有学生去空军食堂里蹭饭吃。郭沫若撰文记录了一段奇事，说是1937年9月25日，位于浦口的高射炮曾“一炮三机”，就是一炮打中一架飞机，机上炸弹爆炸后自行打伤了另外两架飞机，一并坠落下来。他说：这比旧时的“一箭射双雕”更来得摩登而可纪念。

　　言归正传。1947年，环氧树脂开始用作制造基板，1951年，聚酰亚胺的出现，使树脂的耐热性再进一步，也制造聚亚酰胺基板。

　　自20世纪50年代起，体积小功耗低的晶体管（贝尔实验室1947年发明）大量取代了真空电子管的地位，印刷电路板技术也开始在民用市场里广泛采用了。

　　摩托罗拉是将这一工艺引入消费电子产品的早期领导者，于 1952 年 8 月宣布在家用电子管收音机中采用“电镀电路”（plated circuits）。1953年，摩托罗拉开发出“电镀贯穿孔”法的双面板。在板子外层需保留的铜箔部分上，也就是电路的图形部分上预镀一层铅锡抗蚀层，然后用化学方式将其余的铜箔腐蚀掉（蚀刻）。

　　单面（层）板（Single-sided）是最基本的PCB，零件集中在其中一面，铜箔与导线则在另外一面且布线间不能交叉，仅能用于构造较为简单的电子产品。双层板的两面都具有导线，可以进行双面布线焊接，中间为绝缘层，功能及稳定性均较单面板更强，广泛应用于白色家电等不需要信号源的电子设备中。

　　有贴吧大神“特斯拉线圈tc”复原了用“覆铜板”手工做PCB的整个过程，在覆铜板上手绘线路后腐蚀，只有划线保护下的铜会保留下来。采用的耐腐蚀印墨一般由沥青漆、胶印树脂油墨，酚醛清漆或醇酸清漆加一些填料组成。

　　因为是手工焊接，所以是劳动密集型产业。港台因为有低廉的劳动力成本，于是大量进口了日本、美国、西欧的晶体管来组装“原子粒”收音机，并远销全世界。我写过一篇文章：

　　注：香港制造的袖珍型原子粒收音机，图源：《乜乜物物 :老香港的庶民风情》

　　早期的手工焊接是焊工拿着工具手焊，课程设计中手焊过一个无线年在无锡的生产线上实习，就是手工焊电路板电路。下图这样象拿笔一样拿电烙铁是错误的，烙铁杆是高温会烫着手。

　　传统的通孔焊接技术（THT, Through-Hole Technology），有几个主要的步骤：钻孔、过孔装配、焊接、检验。

　　在初级阶段，过孔装配完全由人工来完成。穿孔元件（插件元件、通孔元件）都设计了焊脚来穿过电路板，以达到零件焊接在电路板的目的。焊脚有其最小尺寸的限制，否则焊脚会容易被折断，或是掉到地上而造成外力的折断，所以这样的零件做到5mmx5mm就已经是很小了。

　　1970年代，集成电路开始广泛使用，双列直插封装（DIP，dual in-line package）元件是微电子产业的主流，既可以用通孔插装技术的方式安装，也可以利用DIP插座安装。

　　1990年代，我学过基于Zilog Z80 单片机的8位机汇编语言编程，下图的 Z80就采用了DIP封装。我还学过基于8086的16位机汇编语言编程并做过最小计算机的软硬件设计，这些“屠龙术”我一辈子都没机会应用。

　　到了今天，传统的通孔焊接技术依然在使用，用于不适合表面安装（SMT）的组件，例如大型变压器和需要散热的功率半导体（如电动汽车里大量使用的IGBT和SiC）。值得说明的是，同一块PCB上，可以部分元器件采用SMT，部分元器件采用通孔技术。

　　当然，自动化能力大大提高。自动插件机的应用很普遍了，绝大部分的标准化器件不再需要人工过孔装配了。焊接也不需要人工了，可以采用波峰焊(wave soldering)。如果穿孔器件少，也可以考虑采用通孔回流焊接工艺。

　　1956年，中国大陆开始PCB的研制工作。收音机因为产量巨大，率先使用了这个技术。

　　上海无线电器材厂用国产锗晶体管，于1959年国庆10周年的前夕组装出美多牌便携式7管中波段超外差式收音机300台并投放市场，首次实现了国产晶体管收音机商品化。

　　图注： 上海美多28A装配线年代，批量生产出单面板，小批量生产双面板并开始研制多层板。

　　1970年代，由于受当时历史条件的限制，PCB印制板技术发展缓慢，使得整个生产技术落后于国外先进水平。

　　1980年代改革开放。与其是抱残守缺，不如一步到位引入西方最先进的技术。世界已经进入了集成电路时代，PCB印制电路板的制作也更加精密化。

　　1990年代后，港台地区和西方厂商纷纷来中国设厂，引进了先进水平的单面、双面、多层印制板生产线，产量和技术都突飞猛进。

　　我是在1997年底第一次摸到用于通信设备的16层板（深南电路制造），叹为观止。

　　有不少内资PCB大厂。赵浩先生介绍，苏州东山精密通过收购了维信（MFLEX ）和超毅（Multek，伟创力子公司），并进入软板、硬板、IC载板（封装基板）、SMT领域，服务苹果等最终用户。在深圳华侨城活动时，经常能看到深南电路的总部大院，同时做PCB和SMT。还有鹏鼎（富士康子公司，原深圳福永的富葵）、兴森、景旺、沪电、超声、胜宏、安捷利美维等众多本土厂家。

　　近年来，随着智能手机、平板电脑等电子产品向大规模集成化、轻量化、高智能化方向发展，PCB制造工艺要求不断提升，对PCB制造中的曝光精度（最小线宽）要求越来越高，多层板、HDI板、柔性板及IC载板（封装基板）等中高端PCB产品的市场需求也再不断增长。去年缺芯，蔡志匡教授告诉我：封装基板紧缺，闻“基”起舞。

　　以色列奥宝科技（Orbotech）从AOI（自动视觉检测）起家，发展为著名PCB制造解决方案提供商，并于2018年被美国KLA（科磊）以34亿美元收购。创始人科比·里克特(Kobi Richter)曾经是战斗机王牌飞行员。他还成功创立了一家医疗企业，“将宝剑锻成锄头”（意为降维应用创新）是他带来的重要启示之一。

　　PCB曝光设备分为传统曝光（线μm左右）和直接成像设备（能实现最高5μm线宽）。传统曝光需要在基板表面贴一层特殊的感光膜，之后通过曝光和显影将线路图形转移到基板上。直接成像是通过光学成像系统将图形光束聚焦成像至已涂覆感光材料的基板表面上，完成图形的直接成像和曝光。国产设备在逐渐进入市场，如芯碁微装等一些公司提供的直写光刻设备。

　　图注：SMT（表面贴装）电路板示例表面贴装技术 (SMT，Surface Mounted Technology)最初称为平面安装，是一种将电气元件直接安装到印制电路板 (PCB)

　　相比传统装配组件的通孔技术构造方法，采用SMT之后，一般情况下可以获得很多好处。电子产品体积缩小40%-60%，重量减轻60%-80%；允许更高的电路密度和更小的电路板；可靠性高、抗振能力强；焊点缺陷率低；高频特性好，减少了电磁和射频干扰；易于实现自动化，提高了生产效率。

　　SMD的大小和重量只有对应穿孔插装元件的1/4到1/10，并且成本只有1/2到1/4。

　　一类是分立元器件如电阻（resistor）、电容(capacitor)、电感(inductance)，体积可以很小。早年形容它们比“米粒”还要小，现在要形容它们比“芝麻”还要小了，体积可以到01005（(0.4 x 0.2mm）、008004(0.25×0.125mm)。

　　彩色电视使用的电子调谐器是电视接收终端中的重要器件，俗称高频头，完成接收放大、选通、变频、图声解调的过程，若其中有畸变和失真，会使接收的图像和伴音质量变差。电子调谐器不同于传统机械调谐器，使用了大量的芯片组件，采用SMT工艺后性能会更好。

　　图注：飞利浦的电视机调谐器UV916E/IEC-long， 来源：Philips TV Tuner History pt5: 1990-2000

　　富士是一个代表性企业。于1971年完成第一台自动组装机，1978年推出了电子元件的自动插件机。1981年，推出了第一台电子元件的自动贴片机。

　　图注：早期贴片机的内部视图 WIKI日本贴片机群体崛起，当前的主要品牌有雅马哈（收购天龙成立iPulse、收购日立和三洋）、松下、富士、日本重机JUKI（收购索尼）等，过去还有卡西欧品牌。

　　一条完整的SMT产线）、回流炉（最长设备）、AOI自动视觉检测（左2、6、9）等设备。

　　目前，中国使用的全自动贴片机依然高度依赖进口品牌，本土贴片机目前主要应用在专用的LED贴片上。

　　近年，芯片的系统级封装（SiP）、MINI LED的制造，都采用了和SMT类似的技术。

　　到 1986 年，表面贴装元件（SMD）最多占市场的 10%，但迅速普及。 到 1990 年代后期，绝大多数高科技电子印刷电路组件由表面贴装器件（SMD）主导。

　　我第一亲眼看到SMT产品是在1990年代初，一台日本产WALKMAN摔裂了，露出了电路板，看着那么多密密麻麻贴着的元器件，我感觉大开眼界，叹为观止。下面是博主yasden的拆解记录：磁带随身听维修：索尼磁带walkman换皮带+更换齿轮的方法。

　　SMT的普及为我国电子信息产业发展做出了巨大的贡献。中国的SMT产业从无到有、从小到大，目前已成为世界上最具规模的SMT应用大国。

　　80年代，全国的彩电业迅速升温，全国引进大大小小彩电生产线多条，主要是从日本引进。到1987年，我国电视机产量已达1934万台，超过了日本，成为世界最大的电视机生产国，社会拥有量突破1亿台。

　　我家为了避免我高考备考分心，到1991年春节才拥有了一台凯歌牌（上海产）黑白电视机（14寸），2001年换成了康佳（深圳产）24寸彩电。

　　1985年开始，在计划经济的指导下，国内彩电调谐器工厂开始引进SMT自动贴片机生产线设备，开始批量生产以电视调谐器为代表的小型电子产品。从1985开始的五年时间共计引进了贴片机60多台，形成年近千万只电视调谐器的生产能力，有效地满足了国内市场的爆发式需求。

　　看录像是80、90年代的共同回忆，大街小巷，嘿嘿哈哈的夸张动作声不绝于耳。

　　90年代伊始，三资企业引入，加速了电子产业规模化，SMT生产线引进出现高潮。

　　据国外某调查机构统计，至1997年底为止，中国贴片机的保有量为3700台，SMT生产线世纪以来，手机等个人电子（如MP3、平板）的使用量急剧放大，成为SMT的最重要需求。曾有人说：没有SMT就没有手机，没有手机也就没有SMT的今天。

　　我国海关公布贴片机引进数据起始于2000年，当年公布的贴片机年引进量为1370台，以后平均每年递增率达50%以上。2003年以后进入快速发展阶段，每年引进贴片机5000台以上。2005年引进贴片机达8992台，2007年引进了10189台，约占全球当年贴片机产量的1/2。

　　2007年，中国贴片机保有量在30000台以上、SMT生产线条左右。中国成为全球最大、最重要的SMT市场。中国基本淘汰了THT老一代电子组装技术，完成了SMT在在国内的普及。

　　几乎每个品牌电子大厂都有自己的SMT产线。《中兴通信》一书中记录了2002年中兴手机事业部，购买了自动贴片机自建SMT产线的过程。

　　IDH（Independent Design House）是提供设计方案的代工企业，一般俗称为方案公司。IDH没有自己的厂，如果有厂（或者管理外包厂），就成为了ODM了。

　　我的一篇文章里写到了中国手机ODM公司的创造力以及导入国产芯片的过程。

　　华勤技术邱文生是中兴手机007号员工，华勤也从手机产业进入到笔记本电脑，甚至时髦的汽车电子领域。疫情期间，三星的不少手机以ODM方式转回中国生产。

　　电子制造服务企业简称“EMS”（Electronic Manufacturing Services），这个概念也被称为电子合同制造（ECM），中文又译为专业电子代工服务，指为电子产品品牌拥有者提供制造、采购、部分设计以及物流等一系列服务的生产厂商。

　　2021年全球十大EMS企业为富士康（台资）、和硕（台资）、纬创（台资）、捷普（美资）、伟创力（美资）、比亚迪（内资）、环旭（内资）、新美亚（美资）、新金宝（台资）、天泓（加资），都在中国有厂。

　　大陆诞生了比亚迪、深科技（属中电）、光弘科技、立讯精密（王来春创立，曾工作于富士康）、环旭、卓翼等大型EMS企业。

　　在上海愚园路长大的光弘科技唐建兴曾说：其实在电子制造这一块，我们在品质、技术上一点都不亚于伟创力、旭电、捷普这些跨国企业，跟他们最大的区别的就是我们还不够大。

　　（2011年，）与供应商的合作协议正在慢慢地达成，可未来小米手机的代工厂是谁，还没有任何进展。周光平的团队将包含富士康在内的全世界前几大代工厂列了一个名单，轮流去谈了一圈，但都无果而终。其实，越是顶级的公司，和新品牌合作就越谨慎。他们的产能都是充足的，他们的资源，只愿意划拨给长期合作的老客户。

　　英华达是小米唯一的希望，其实小米也是英华达未来的希望。小米愿意支付前期的研发费用，而张峰也给予了小米一个非常厚道的价格。这对于小米来说，是软件世界与硬件世界第一次握手的重要时刻。

　　本人所著《华为通信科技史话》（人民邮电出版社）一书中记录了从手工绘制来设计电路板到采用CAD软件用计算机绘制电路板的转变。

　　1990年，华为在蚝业村工业大厦三楼租了场地做研发和生产。照着珠海通信BH01的电路板，用黑胶带将电路贴出来，然后1∶1比例地复印电路板（没有用设计软件）。就这样把替代产品搞了出来，从零件到功能都跟原来组装的那台一模一样，唯一的改进是把外形搞得更好看了一些。新产品命名为BH-03，说明书和包装也重新设计，看起来是原来产品的升级，价钱不变，新旧产品过渡得相当顺利。

　　在BH03的逆向设计成功基础之上开始正向设计，型号叫HJD48，最初是48个用户，采用的CPU还是上面介绍的Z80。

　　因为自身技术能力薄弱，所以挖了隔壁亿利达的徐文伟来做正向设计。他对电路板的CAD（计算机辅助设计）软件、汇编语言都很熟悉。就这样告别了手绘电路板的时代。

　　我的老领导李祥庭93年到深圳，在路边一根电线杆上看到招聘CAD（计算机辅助设计）工程师画电路板的小广告，就应聘去了徐文伟领衔的器件室。