运作流程变革对PCB设计产业竞争力的影响——以PCB设计企业Palpilot公司为例

连捷福建对外经济贸易职业技术学院　（福州350016）



运作流程变革对PCB设计产业竞争力的影响
——以PCB设计企业Palpilot公司为例

连捷
福建对外经济贸易职业技术学院（福州350016）

摘要PCB设计是电子信息制造业的重要环节。在电子产业飞速发展的今天，国内个人电子产品消费水平的提高对于电子设计制造服务业而言，既是难得的发展机遇也是严峻的挑战。特别是近年来电子信息制造业出现了增幅减缓的趋势，部分低端制造业外迁印度、越南；高端设计企业回迁发达国家，这给整个电子信息产业造成逐渐增大的冲击。在这种环境下，PCB设计服务商作为电子信息制造业的重要环节，除了提高自身的技术水准，引入更新、更强大的设计平台以适应电子业技术高速发展的需求以外，更为重要的是，从企业自身情况出发，通过对企业价值链的分析，寻求管理运作模式上的创新，改进低附加值的设计流程，与产业链上游掌握核心技术的品牌厂商密切合作，使自身在整体产业链中的位置前移，增加企业在电子设计服务商中的竞争力。

关键词PCB设计；流程管理；产业链升级

PCB是电子元器件的载体。它广泛应用于生活中的各种电子设备中，应用广泛，可以说只要有集成电路的仪器，就一定会使用到PCB板。

在2006年中国取代日本成为全球最大的PCB设计和制造国后，截至2013年底，根据N.T. Information、IPC、Prismark三者权威数据统计与分析结果，7年内中国的PCB产值实现了翻番，在全球总产值中的占比也从2006年的24.9%升至42.8%。但PCB产业的整体发展增速在2010年后出现了明显的下降：结合工信部发布的最新的2014年电子信息产业统计公报上的分析数据来看，我国近年来PCB产业发展呈现几个特征：

其一，由于近年来中国人口红利逐渐消失，材料成本上升，政府在土地和税收等方面的优惠政策的削弱以及环保监管力度的加强，中国PCB产业正在逐渐由以昆山为集中点的长三角地区和以深圳为集中点的珠三角地区向以武汉为集中点的华中地区、成都为集中点的西南地区以及西北等地迁移；同时，尽管包括PCB产业在内的整体电子信息产业仍然保持较快的发展速度，但增速正在减缓。

其二，全球电子信息制造业正在与其他制造业一样，正在越来越多的加移到人力资本和土地资本更加低廉的东南亚（越南为主）和印度地区。但相比于其他工业制造业，以PCB产业为依附的电子信息产业群在这几年发展的越发完善，从原理设计到PCB设计到加工制造，最后加工成为成品，并进入销售渠道，一条完整的电子信息产业链已经趋向完善，并出现了以中兴、华为等一批民营龙头企业在国际市场原始设备研发领域发挥着越来越大的作用，甚至大举占领国际市场的份额。这个优势很大程度上抵消了电子行业部分资本外迁带来的不利影响。“全球PCB产业链的制造业主体在中国”这个局面在短期内不会发生重大改变。

图1　2010-2014年我国底子信息产业增长情况

但我们也应清醒的意识到，人口红利的减少和土地成本的急剧增加，使电子产业的利润重心在发生偏移，电子产业链中的低附加值部分正在从大陆制造业体系中被慢慢剥平。相对而言，如何更好的整合产业链，增强产业链中的高附加值环节部分的全球竞争力，成了下一阶段亟待解决的重要问题。

图2　2014年电子信息制造业余全国工业增加值累计增速比

1　 PCB设计产业在电子信息制造业价值链上的地位分析

PCB设计产业在电子制造业的产业链条中虽然较为靠前，但其价值增值相对较缓（见图1及图表说明）。电子信息产业链上的全球领导级的企业仍然牢牢控制着价值链上的核心环节。因此PCB设计环节要么成为这些领导级企业电子研发环节中的附属部分；要么被世界级的下游的电子工业制造企业一体化延伸包含。而PCB设计产业原本可以成为相对独立的产业群体，得到自由发展，却往往成为前两者的附庸体。这样一方面将导致我国PCB制造业主体被压制在低端制造供应环节，难以实现产业的加型升级；另一方面，PCB设计产业的自身生存也受到了极大的制约。国内独立的PCB企业多数沦为无设计知识产权、无合法设计平台、无固定规模化合作伙伴的三无“抄板企业”，难以作为具备独立研发能力，具有自主知识产权的产业群体与产业链上游的ODM实现平等合作。

图3　电子信息产业全球价值链分布示意图

2　 PCB设计流程的改造是提升产业地位的重要途径

导致PCB产业成为产业链的附庸而不是必要“环节”的主要症结在于目前传统的PCB设计流程无法高效的链接产业上下游，更无法协助产业上下游企业扩大自身的资源优势。于是最终只能让本该承担起衔接任务的PCB设计产业边缘化，成为电子信息产业上下游的“外包服务商”。因此，如何要让PCB设计产业完成从“易被替代的设计外包服务商”加型成“产业链中必要环节”，起到整合上下游相关产业链的功能，就必须从调整传统PCB产业的设计工艺流程做起。

（1）传统PCB设计流程表现出PCB设计业在整个产业链上的“低附着性”

从传统PCB设计的主要流程（图4左图）中可以看出，传统设计流程属于线性流程，上游客户一般只在4-5和7-8环节介入进行设计图面品质检查。而且这种“串联”式的工作流程，除非在过程中出现明显的设计失加，否则只能在最终PCB设计至后置处理完成后，才通过仿真仪器测量相关电器参数，一旦发现参数波形不符合设计要求，那么“设计返工”要回到步骤3-4之前。表面上，返工只是造成了设计和生产效率低下；而从深层来看，这其实就是供应链间衔接不顺畅的一种表征。这将直接妨碍到下游加工制造业的生产，同时也会严重影响到上游客户进行新产品研发和市场推广的进度（对设计周期和设计成本的影响参见表1）。因此这种“单向式”的设计工艺流程最终将导致PCB设计企业的低附加值性和相对于整个电子信息产业的“低附着性”，最终很容易就沦为上文所述的电子信息产业链的“附庸产业”。因此作为PCB设计加工服务企业，要摆脱在整个产业链中的被动的供求关系以争取主动，应从供应链上下游本身为切入点去考虑——如何发挥自身优势，将核心竞争力更紧密的契合到产业链上，与拥有其他资源优势的企业结成“共生体”来增强彼此的活力。

（2）流程再造后新的PCB设计流程将极大提升产业供应链的运作效率

将传统设计流程改造成为新的更有效率，更适合国内PCB产业特点的过程，就是理论上所谓的“流程再造（BPR Business process reengineering）””。提出此观点的代表人物詹姆斯·哈林顿认为“流程再造是一种以预防为导向的企业管理方法，从源头上预防错加产生”

近几年，经过残酷的市场优胜劣汰，部分PCB设计企业慢慢与上游ODM厂商和下游的DEM厂商有了更深层次的合作关系——在双方合作过程中，形成了更为有效的互动；这些企业的业务范围有了更广的扩展，甚至很多PCB设计企业利用前向一体化与上游的ODM厂商进行资源的整合，从以往的“设计外包”变成了双方之间的“动态联盟”，在提升了自身竞争力的同时，也带动产业向新的业态发展。而这些变化的发源端之一，就来自企业对自身运作流程的改进。

与传统流程相比，新设计流程（图4b）将前后仿真两个原本只在上游客户端进行的项目模组并入了自身的工序中。这并非是简单的将一个环节插入旧有的作业程序中，而是将原有流程中的所有环节与新加入的环节一起，作为一套平散的作业在多个部门之间共享。

图4：传统PCB设计工艺流程

作业环节在设计原理到达设计中心的时候，就开始进行分配，也可以根据设计中所遇到的实际问题和设计项目小组、设计人员的实际情况实时协商完成。相比于传统流程的“串连性”，新流程中增加了更多协商式业务流程，让两个以上的设计部门在流程中进行设计协商，整个流程中的每一个部门都有与客户公司直接对应的研究协商人员，在任何一个环节出现意见分歧或者无法决断的时候，设计人员可以根据问题的实质内容选择与本公司上下游的部门人员做“纵向”沟通，或与合作单位（公司）的相关人员做“横向”的交流，以便问题能得以及时解决。

对于以BPR方式优化过的流程，新流程对企业业务效率的提升的结果，可以从表1看出。表1呈列的是一张两年前基于主流芯片ivy bridge架构的notebook主机板的设计效率和最终效益的对比，表格中采集了两种流程的执行时间、成本、效率、最终效益等方面的数据，其结果虽然不能代表所有的PCB板设计企业的运营结果，但由于采样品类为主流机型线路板，因此仍然具有较强的代表性。

表1　新旧流程效能改变对照

从前后流程的变革带来的变化不难发现，经过采用新流程后，整个研发周期大大缩短。这对于目前主板主频速度加速提升，3C产品品类数量爆发式增加的今天，显得尤其重要。新流程在整体设计过程中，将模拟仿真等交互式测试环节有机的嵌入关键环节点中，让原理设计方与PCB设计人员的沟通交流几乎得以贯穿始终，这对减少原始设计时的“试错次数”和提高线路设计时的布线一次成功率，以及缩短新产品的研发周期的作用不言而喻。

另一方面，从笔者进行大规模调研的市场数据来看，以PCB设计产业链中的利润分配而论，产品原始研发设计占总体订单的60%，仿真、测试、修改占总体的15%，而人工占比（人工设计总时长）最大的元器件布局设计和布线设计环节只占剩余的20%强。在PCB设计公司调整过运作流程后，前端设计（前仿真、确定元件封装等）后移，与后端程序（后仿真、测试修改等）前移，即约有30%-40%的设计环节从ODM企业加入PCB设计企业完成，约占订单利润总额的4.5%-6%；考虑到于此同时，设计周期还有相当幅度的缩短，从总效益增量角度来看，还是相当可观的。

除了效率提升，利润增加这些看得见的直接受益外，新流程本身将设计公司与上下游客户间的联系重新塑造成为一个坚实的整体。在这样一个工作环境中，客户会不知不觉对新流程和公司产生极大的依赖性，也摆脱了以往“串联式”的单线联系的工作方式。从价值链角度来说，这样的新型的流程作业形式有助于开拓PCB产业链中三种“链条”的创生，即“增值链”、“协作链”、“虚拟链”——“增值链”的开拓让公司业务向产业链更高端方向移动，提高PCB设计公司设计业务的附加值；“协作链”的开拓使公司纵向协作和横向协作效能得到极大的提升；而流程改造后，PCB设计公司直接面对上下游客户的业务合作，正是价值链中“虚拟链”的开拓。虚拟链的开拓，将公司上下游的企业连接起来，建立起一个业务相关的动态企业联盟，从而形成一个虚拟的企业，覆盖了从设计领域到生产、加工领域一系列的业务增值过程。

3　结语

在全球价值链模式下，PCB设计产业通过解构原有流程，采用新的运作流程，本质上要么为了前向整合高附加值相关产业，以完成功能升级；要么通过细化协作方式来完成与相关高附加值产业特别是这些产业中的领导企业之间更紧密的联系。这两种发展趋势都能有效的在电子产业急速发展、急速优胜劣汰的时代，让PCB设计产业乃至整个PCB产业都得到较为稳定的发展，并最终给我国的电子信息产业的整体升级带来不可忽视的助益。

参考文献

［1］杨宏强.2014全球PCB产业和顶尖PCB企业现状分析［J］.印制电路信息，2014（11：）43-44.

［2］王昱、陈荣耀，全球价值链视角下中国PCB产业战略升级研究［J］.消费导刊（理论版），2008（6）：56-58.

［3］赵星星.PCB反向工程中的知识产权保护问题研究［D］.湖南师范大学硕士论文，2014（5）：84-87.

［4］林春暖.浅议中小PCB企业的困境与出路［J］.印制电路信息，2006（3）：106-107.

［5］杜跃平、马辉着，PC制造企业的价值链变革分析及启示［J］。管理探索，2005年5：77-79.

（责任编辑：兴安）

中图分类号：C931

文献标识码：A

文章编号：1003-3319（2016）01-00048-04