日韩九成垄断下，一家深圳公司的突围之路｜聪明的工厂
The following article is from 36氪华南 Author 潘潇雨
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把机器人、AI、软件系统等一系列科技元素挪进工厂之后，现代工厂的姿态变的有些神秘。
不少入局者想要神话自动化工厂的制造能力。比如工厂可以“黑灯”、“无人”、“无尘”，通上电就可以做到自动生产，各大原料从不同产业集群里纷至沓来，工人只需要在屏幕前看着流水线作业就可以，说不定还能吹上空调、吃着西瓜，想要的一切就可以达到理想产能了。
这些畅想确实在走出科幻片，但还没有酷炫到人人都可以脱手。而当“黑灯工厂”开始成为人们对工厂的终极想象，自动化就成了每一个制造业工厂迫在眉睫的转型目标。
那么，真实的工厂智慧会怎样体现？从现有的探索来看：一方面是通过自动化的设备，替代机械、重复的人工劳动；另一方面就是互联网的渗透，利用软件系统实现调度、追溯等，让产线变得更加柔性。
近日，36氪走访了深圳宇阳科技在东莞凤岗的工厂，试图以宇阳为范本，从中管窥工业自动化浪潮下实体制造业的探索与转型。
宇阳工厂3楼的车间里，一间屋子里摆着数十台价值百万的六面检测机正在轰鸣运转，这是MLCC（片式多层陶瓷电容器）制造的倒数第三道工序——外观检测，这一道工序需要将外观缺陷、尺寸异常的产品剔除。以往，由于电容体积极小，纯粹的人工检测就需要借助显微镜，并且肉眼进行外观检测时有偏差且效率较低，用宇阳科技董事长周春华的话来说：“曾经光是外观检测这一环，就需要一支庞大的队伍。”
使用了全自动的六面检测机之后，通过光学与人工智能技术加持，该设备能够快速识别MLCC的6个不同侧面。通过图像对比，精准筛选出不符合要求的产品，识别效率可以达到每分钟8000-1w粒MLCC。“在外观检测上，我们基本可以无人化，并且效率提升是翻倍增长的。”周春华说。
在MLCC复杂又精细的生产流程中，外观检测仅是其中的一环。想要真正了解一家公司的“聪明”之处，仍然离不开其背后整个行业与时代的变动。
宇阳科技所制造的MLCC，在工业中被称为被动元器件之王，且素有“电子工业大米”之称。简单理解被动元器件，即内部不需要电源驱动，其本身不消耗电能，只需输入信号就可以进行放大、震荡、计算等响应，无需外部激励单元。被动元器件主要包括了电阻、电容、电感，而在电容市场中占比最高的就是陶瓷电容器，占比超过半数。
如果仅看MLCC的地位描述，或许难有太多感知，但是MLCC的下游应用，却遍布我们日常生活的使用场景。可以说凡是带电的场景，大多都有MLCC的影子。一个更明显的感知是：在iPhone X单机中，搭载了1100颗MLCC，一台具备自动驾驶功能的电动汽车中有超过10000颗的MLCC。
就是这样一个下游应用广泛、出货量极大的行业，市场却被国外厂商高度垄断。其中，处于第一梯队的是以村田、TDK、太阳诱电为代表的日本企业，村田市值已达到368亿美元；第二梯队则是以三星电机为代表的韩国企业。
而作为世界电子产品制造中心的中国，每年对MLCC的消耗接近全球产能的70%，但国内的供应厂商却仅占10-12%。目前，MLCC已经成为我国第二大进口电子元器件，仅排在芯片之后。
巨大的贸易逆差以及电子生产的重要地位，都意味着MLCC的国产替代之路不可避免。而与此同时，随着5G的普及，不论是5G基站还是设备，也对MLCC提出了更小尺寸、更高容量和更高温度上限等要求。
事实上，小尺寸、高容量的趋势，已经率先在海外开始。在2016年左右，随着MLCC的毛利逐步走低，海外村田、TDK等厂商开始将视线聚焦在了高端领域，转向生产更小尺寸、高容的MLCC。
而宇阳科技聚焦的正是小尺寸和高容的MLCC领域，从2001年成立至今，宇阳就定位在制造消费级的小型MLCC上，面向移动通讯设备、计算机及周边产品、芯片内置、家用电器等终端设备。目前主要产品包括01005、0201、0402尺寸的MLCC，以及最新推出008004尺寸(0.25mm*0.125mm*0.125mm)超微型MLCC，应用于芯片内埋、SIP封装、智能穿戴及移动设备升级等产品。
这款008004尺寸的超微型MLCC，对比国内现有的通用型01005尺寸(0.4mm*0.2mm*0.2mm)，体积缩小了约75%，也在一定程度打破了国外对高端领域的垄断。
但是，如果拆解MLCC的制造流程，就会发现把MLCC的尺寸做的更小，并非易事。
将一个MLCC从竖直方向抛开，会看到它的结构有些像千层蛋糕，是由一层陶瓷电介质一层金属内电极交替堆叠而成。因此，电容越薄，能堆叠的层数就越多，电容的容量也就越大。“所以业内在衡量一个MLCC企业的技术实力时，就看谁能在相同特性下，把单层的电介质做得更薄，且没有瑕疵、薄而不透。”周春华告诉36氪。
而制作出一个完整的MLCC，需要经过16道工艺流程，从配料、流延印刷叠层，再到烧结、外观检测等。每一道工艺流程中都会体现技术沉淀，这也是国内厂商迟迟难以打破国外垄断的原因。
比如在配料中，首先是陶瓷粉体要足够细腻，原材料的精度越高做出的电容片才能越薄；而在原材料中，各家为了实现不同工艺参数和材料特性，也会用其他材料进行掺杂，这里的配方与调制就需要大量know-how。“要在理论指导下，靠不断试错积累起来。”
MLCC的国产替代早已开始，只不过在这样一个极重经验的行业，早期的技术与经验积累往往就成了后来者难以企及的高度。比如日本的三大MLCC厂商均成立在上世纪30、40年代，不论是在使用的电子陶瓷粉原材料，还是叠印、共烧工艺上，他们都已经形成了极高的技术壁垒。
此外，由于对工艺的细节要求，也促使自动化设备开始大量应用在工厂中，比如日本厂商在烧结工艺上有精度更高的各式氮气氛窑炉等。但是这些专用设备，如高端的堆叠机、印刷机、切片机和端银机等，却大多被日本为首的厂商垄断。
不过随着国产替代浪潮，国内的设备生产商也逐步实现了某些环节的技术突破，比如博杰股份(002975.SZ)旗下的奥德维，其六面检测机的检测速度已经超过了1W颗 /min，达到了行业前沿水准。
但在这样极端要求技术积累与know-how的工艺流程中，MLCC想要彻底实现替代，仍需要一定时间。
不过好在，国内企业的一大优势在于柔性交付上，也就是能够满足更多样的客户需求，快速响应定制化的产品。“经常会有客户提出一个紧急需求，我们就要快速响应，包括迅速改变原有的产线安排。所以，这也对我们的生产管理系统和调度水平提出了更高要求。”周春华介绍道。
所以工厂的智慧，往往也在软件中体现。例如宇阳通过打造了SAP、MES和WMS三大软件系统，能够实现对MLCC生产流程以及库存的精细化管理。“比如通过MES系统，我们的后台调度能在调整产线时快速反应，减少了人到现场部署的时间。”
事实上，在MLCC行业，谈让工厂变得更“聪明”，实则离不开行业毛利逐渐走低的倒逼。近年来，上游原材料成本大幅增长，MLCC厂商的利润也被一压再压，再加上日益上涨的人工成本以及日益短缺的劳动力，自动化就成了降本增效的最优解。
而“降本增效”，也是如今工厂在自动化浪潮中的最核心指标。“即便有些环节可以用自动化设备，但是投资回报的周期很长，那我们也不会投入自动化设备。”周春华表示。
除了成本问题，还有一个制约自动化的核心原因就是工厂产线的不标准。在MLCC半连续半离散的制造过程里，由于产品形态高度不确定，因此在不同工艺环节之间实现完全自动化，现有的设备并不能满足。
另一个不标准体现在产线的变动，由于对国内客户实现更柔性化的交付，就需要工厂根据需求变动产线上的工装、夹具等。而现阶段来看，自动化设备在支持产线变动上不能够做到足够的柔性。在如今自动化、智能化的浪潮下，工厂的转型升级与软硬件设备的更新迭代更像两把推手，共同推动着我国的制造业迈向新阶段。
不过，显然距离工厂真正实现“耳聪目明”的最终设想，仍有一段漫漫长路需要双方在不断磨合与博弈中，缓步前行。
至于最终的工厂究竟应该“聪明”到怎样的地步，没有人能够对其下定义，只不过有一个绕不开的判断标准——满足需求。
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