面對當(dāng)前國內(nèi)外電子品牌大廠積極推動產(chǎn)品碳中和浪潮下的綠色生產(chǎn)議題，卻也累積推進臺灣PCB廠商等上游製程端節(jié)能減碳的壓力，持續(xù)往高階供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)型發(fā)展。並依TPCA盤點產(chǎn)業(yè)耗電後，更需要及早投入低碳製造布局，以維持產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。
根據(jù)2023年臺灣電路板協(xié)會（TPCA）最新公布臺灣PCB低碳轉(zhuǎn)型策略，遵循著自主節(jié)能、再生能源與負(fù)碳/碳交易3大推動主軸，揭示未來淨(jìng)零路徑，將以2020年為基礎(chǔ)，2030年減碳30%、2050年達(dá)淨(jìng)零排放為目標(biāo)。
其中因為2023年碳排放量大幅下降，再加上持續(xù)導(dǎo)入節(jié)措施與再生能源。即便預(yù)估2024年與2025年整體碳排仍將緩步增加。但在增幅有限的情況下，臺灣PCB產(chǎn)業(yè)已於2022年達(dá)到443萬公噸/CO2e的峰值；2030年則維持以30%的減碳目標(biāo)，促排碳量下降至303萬CO2e。
從今年再次啟動的觀測研究中，也可看到臺灣PCB產(chǎn)業(yè)已積極提早進行碳盤查與自主減碳，超前原路徑進展，惟仍需要多元的低碳與再生能源，降低臺灣電力係數(shù)，以因應(yīng)未來PCB與載板廠持續(xù)在臺擴充高階製程的高能耗挑戰(zhàn)，達(dá)到長期淨(jìng)零目標(biāo)。
然而，目前臺廠多採取購買綠電、汰換成高效率設(shè)備及部份製程升級等快速作法來滿足供應(yīng)鏈減碳要求，多於從簡化基板結(jié)構(gòu)或創(chuàng)新設(shè)備投入者。舉製程設(shè)備約有60%碳排來自馬達(dá)及動力系統(tǒng)為例，自馬達(dá)智慧感控促使設(shè)備和製程低碳排，並於製程環(huán)境應(yīng)用，提供空壓及冰水系統(tǒng)降低排碳，進一步透過智慧感測資料，提供軟體端進行精準(zhǔn)智能化監(jiān)控，提高整體節(jié)能減碳效益。
| 圖一 : 臺灣PCB產(chǎn)業(yè)已積極提早進行碳盤查與自主減碳，以因應(yīng)未來PCB與載板廠持續(xù)在臺擴充高階製程的高能耗挑戰(zhàn)。 |
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東元與臻鼎戰(zhàn)略合作 深化節(jié)能減碳與永續(xù)發(fā)展
機電系統(tǒng)大廠東元電機也與全球PCB製造大廠臻鼎科技共同宣佈，雙方將簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，推動PCB產(chǎn)業(yè)節(jié)能減碳和永續(xù)發(fā)展。首波將在「智慧能源管理」項目全方位合作，充分發(fā)揮各自的技術(shù)優(yōu)勢和創(chuàng)新能力；並透過技術(shù)交流與經(jīng)驗分享，共同推進PCB產(chǎn)業(yè)的低碳節(jié)能和綠色轉(zhuǎn)型。
其中由東元提供的廠房節(jié)能「減碳包」，已於2023年在臻鼎科技集團深圳園區(qū)和秦皇島園區(qū)順利完工，實現(xiàn)了相當(dāng)於150萬人民幣（約合臺幣683萬元）/年的電費節(jié)約，年減少碳排放約1800噸CO2e，效果顯著。
| 圖二 : 東元電機與全球PCB製造大廠臻鼎科技共同宣佈，雙方將簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，推動PCB產(chǎn)業(yè)節(jié)能減碳和永續(xù)發(fā)展。（source:東元） |
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東元電機董事長利明獻(xiàn)表示，透過東元成熟豐富的節(jié)能改造方案和完善的維保服務(wù)體系，將為戰(zhàn)略合作夥伴臻鼎科技集團的全球廠區(qū)，實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型，推動智慧能源管理進程。本合作案不但符合東元規(guī)劃3年發(fā)展策略中的節(jié)能減碳項目，更進一步攜手建構(gòu)PCB產(chǎn)業(yè)的低碳生態(tài)，雙方將以每年減碳5,000噸以上為目標(biāo)，持續(xù)優(yōu)化升級。
臻鼎科技集團董事長沈慶芳指出，此次合作期望利用東元的智慧化管理技術(shù)，協(xié)助臻鼎建立設(shè)備健康管理平臺，利用最新物聯(lián)網(wǎng)、雲(yún)計算、大數(shù)據(jù)和行動通訊等技術(shù)，對設(shè)備運行狀態(tài)進行全生命週期服務(wù)；並提供節(jié)能、創(chuàng)能及儲能等綠色能源整合方案，為臻鼎安全生產(chǎn)、連續(xù)生產(chǎn)、低碳智慧生產(chǎn)保駕護航。
雙方合作範(fàn)圍也涵蓋東元電機為臻鼎提供各種工況的技改服務(wù)，與各種動力能源系統(tǒng)的整體解決方案，包括電機驅(qū)動系統(tǒng)、迴圈水系統(tǒng)、風(fēng)機系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、空壓系統(tǒng)、和餘熱利用等；在能源管理合作方面，雙方將優(yōu)先試行太陽能、儲能系統(tǒng)建設(shè)與運維；同時對設(shè)備智慧健康運行的監(jiān)測、預(yù)警、診斷、趨勢分析也將陸續(xù)展開深入合作。
聚焦全球載板減碳創(chuàng)新 囊括製造與廠務(wù)工程兩端
此外，在今年TPCA展期中也透過舉行「全球載板減碳創(chuàng)新論壇」，揭露臺灣PCB與載板在低碳轉(zhuǎn)型的深切呼籲與具體行動。工研院產(chǎn)科國際所研究員張淵菘表示，據(jù)統(tǒng)計2023年臺灣PCB與載板排碳量，整體PCB產(chǎn)業(yè)排碳達(dá)3,891,575噸/CO2e。其中載板業(yè)排碳1,696,234噸/CO2e，約占整體PCB排碳量44%，比起2022年下降約17%，主要原因是產(chǎn)業(yè)衰退導(dǎo)致生產(chǎn)量下降及排碳量減少。
若從碳排放密度看來，2023年數(shù)據(jù)低於2021年，主因是廠商持續(xù)汰換老舊設(shè)備，並提升能源使用效率；但比2022年略高的主因，則是廠商為了改善生產(chǎn)良率，提高了無塵室等級和適用範(fàn)圍，導(dǎo)致廠務(wù)設(shè)備耗電量大幅增加。進一步分析整體PCB產(chǎn)業(yè)耗電熱點，包含製程設(shè)備41.3%、廠務(wù)設(shè)備47.5%；載板產(chǎn)業(yè)的耗電熱點，包含製程設(shè)備36.2%、廠務(wù)設(shè)備54.5%。
景碩科技公司副永續(xù)長黃耿芳也呼應(yīng)榮譽董事長童子賢的意見，認(rèn)為：「危害地球的是排碳而非核能，臺灣缺少的是低排碳的電，並敢於挑戰(zhàn)能源5:3:2配比，降低臺電碳排係數(shù)，至今仍不放棄尋找自發(fā)自用的合作方案?！拱?016~2025年間廠區(qū)廣設(shè)太陽能板；廠務(wù)部也規(guī)劃2024年將斥資8500萬元預(yù)算，針對製程節(jié)能減碳的流程合理化、淘汰耗能機臺、引進新技術(shù)。
例如藉此引進聲學(xué)成像儀檢測機臺設(shè)備時，常態(tài)性量測距離3m、最長10m，即可利用氣體洩漏產(chǎn)生湍流，或物體摩擦?xí)r發(fā)出的聲波和超音波與影像合成技術(shù)，立即判斷異常點而縮短查修時數(shù)、減少洩漏損耗，來達(dá)到節(jié)能減碳目標(biāo)；進而提前示警以減少異常發(fā)生，可應(yīng)用於氣體、蒸氣洩漏、異音檢測，降低環(huán)境災(zāi)害風(fēng)險。
由長興材料公司製程技術(shù)部長羅仕瀚分享的淨(jìng)零碳排執(zhí)行策略，也針對綠色製程「節(jié)能減碳」的製程創(chuàng)新領(lǐng)域，為降低冷/熱能耗損時，重新設(shè)計廢氣助燃風(fēng)量控制策略為PID自動變頻控制，調(diào)整天然氣燃燒空氣量，控制減少尾氣過剩氧含量現(xiàn)象；進而優(yōu)化生產(chǎn)控制策略排程，包含產(chǎn)能分配、營業(yè)需求預(yù)估、公用能資源供應(yīng)，以及產(chǎn)品庫存指數(shù)，極大化能資源使用效率。並利用模擬計算資源，重新設(shè)計製程單元操作技術(shù)；長興也自2012年起開始新購或汰換改用IE3以上高效能馬達(dá)，並嘗試導(dǎo)入創(chuàng)新節(jié)能公用設(shè)備。
在潔淨(jìng)能源領(lǐng)域加強更換低碳燃料，自2015年逐步取代化石燃料專案，2024年起長興在世界各地工廠主要直接燃燒的溫室氣體排放源幾乎無重油/柴油，現(xiàn)在持續(xù)推動生活、運輸，或備援發(fā)電機等輔助工具電氣化或低碳化燃料汰換；且自2020年起，逐步提高綠電使用量占全球總用電量占比。
東臺PCB整合性生產(chǎn)解決方案 協(xié)助製程設(shè)備優(yōu)化節(jié)能
東臺精機副總經(jīng)理陳育斌進一步指出，該公司正朝「價值創(chuàng)造流程」的方向轉(zhuǎn)型前進，協(xié)助解決客戶痛點。認(rèn)為臺灣PCB製造耗能的熱點，以電鍍（16.0%）、線路（10.1%）、壓合（6.6%）及空調(diào)（19.0%）、空壓（10.5%）、冰水系統(tǒng)（6.5%），分占製程與廠務(wù)設(shè)備耗能的前3名。
至於機械鑽孔在廠務(wù)設(shè)備主要的能耗來源，則包含空調(diào)/冰水、空壓、集塵、照明。東臺提供的集塵節(jié)能方案，便透過智能化排程，增加集中使用集塵設(shè)備期間，將有效減少15%的集塵電力損耗；冷卻循環(huán)節(jié)能方案，則是當(dāng)待機時間超過設(shè)定時間時，將會自動關(guān)閉空氣供給閥門與冷卻水系統(tǒng)；空壓設(shè)備管制，則是若設(shè)備閒置時間超過設(shè)定值，將會停止供應(yīng)壓縮空氣。
另加入降低冰水機散熱對廠內(nèi)空調(diào)耗能方案，採用外循環(huán)冰水機，利用熱交換方式取得冷卻機臺用冰水；經(jīng)過水冷系統(tǒng)系統(tǒng)進行冷媒散熱；再利用排風(fēng)罩將冷卻機熱方引導(dǎo)到工廠外部。降低壓縮機工作時間，即等於增加冷卻系統(tǒng)效率。
此外，東臺還發(fā)現(xiàn)微泡對切削的作用，有助於切削冷卻、水槽的散熱，亦可抑制機械的溫升、降低熱變位，並提高機械精度。切削液因此有較大表面積，冷卻作用向上，使切屑的洗淨(jìng)效果較佳；切削液濃度可降低而節(jié)省原液，降低切削液的供給量而抑制腐敗。經(jīng)過車削的實驗結(jié)果，微泡對切削點的冷卻及刀具與工件之間潤滑，將有助於抑制刀具磨耗。在切削高溫下讓刀具充份冷卻而保持硬度，不易磨損，提升面粗品質(zhì)。
在精密研磨時採用微泡研磨液，同樣可因微泡破裂產(chǎn)生的衝擊波，將附著於磨粒上的切削去除而保持銳利度，而增加切削條件、縮短研磨時間。若用於SiC晶圓鏡面研磨，也會收到同樣效果。因微泡破列去除切屑及工件面的洗淨(jìng)，讓面粗度提高、浸透性良好，藉此降低磨擦，而延長氧化磨粒壽命。
東臺精機今年和東捷科技、陽程科技、得力富企業(yè)聯(lián)合展出「PCB整合性生產(chǎn)解決方案」，結(jié)合東臺鑽孔機、東捷TGV技術(shù)、陽程自動化與得力富X-ray設(shè)備等各自的技術(shù)優(yōu)勢，共同致力於提升PCB產(chǎn)業(yè)的自動化與精密加工水準(zhǔn)，為客戶提供更加高效、智能化的解決方案。
東臺精機為此展出兩臺大檯面展機，分別為獨立軸鑽孔機TCDM-6CL與線性馬達(dá)鑽孔機TDL-6CL，各軸獨立線性馬達(dá)鑽孔機TCDM-6CL，採XYZ軸獨立控制，搭載CCD視覺系統(tǒng)，可補償板材歪斜與漲縮，專為HLC伺服板/IC載板高精密加工設(shè)計；高效型線性馬達(dá)鑽孔機TDL-6CL首次採用人造礦物鑄件，具備優(yōu)異的吸震性及低導(dǎo)熱性，適用於高精度載板、HDI及PCB等各式複雜加工需求。
東臺精機更與陽程科技共同推出鑽孔自動化解決方案，具備智能鑽孔上下料自動化及智慧排程設(shè)計，與傳統(tǒng)上下料設(shè)備相比，能顯著提升場地利用率；還能與舊機臺兼容，為客戶提供靈活的升級選項。該方案還可整合配針系統(tǒng)，並搭載智能化加工排程功能，進一步提升生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)。
得力富在背鑽加工領(lǐng)域也有突破性的發(fā)展，其設(shè)備能在背鑽前後進行訊號層深度精準(zhǔn)量測，經(jīng)專利演算法搭配東臺鑽孔機加工，使背鑽精度輕易達(dá)到4mil（±2mil）以內(nèi)，顯著提高PCB製造的精密度與一致性。這一創(chuàng)新技術(shù)，將大幅降低背鑽板製程中所產(chǎn)生累積誤差的不確定性，為高階高層伺服板製造提供更可靠的技術(shù)支撐。
東捷科技重點展示「先進玻璃載板製程解決方案」特別是高精度玻璃載板穿孔（TGV）、玻璃雷射切割及3D自動光學(xué)檢測技術(shù)，更結(jié)合子公司富臨科技在TGV種子層（Seed Layer）鍍膜及電漿蝕刻設(shè)備方面的領(lǐng)先優(yōu)勢，進一步提升先進載板線路製程的生產(chǎn)效益與品質(zhì)，支援下一代先進封裝技術(shù)的玻璃基板（Glass Core Substrate；GCS）。
| 圖三 : 東臺精機今年和東捷科技、陽程科技、得力富企業(yè)聯(lián)合展出「PCB整合性生產(chǎn)解決方案」，為客戶提供更加高效、智能化的解決方案。（攝影:陳念舜） |
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樂觀PCB設(shè)備產(chǎn)業(yè)否極泰來 預(yù)估2024年產(chǎn)值達(dá)新臺幣590億元
依TPCA統(tǒng)計2023年臺灣PCB設(shè)備產(chǎn)值（含外商在臺生產(chǎn)）約為560億新臺幣，較2022年衰退16.8%。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)部份，前5大製程設(shè)備分別為機械/雷射鑽孔、成型等工具機（19.2%）；濕製程，包含DES、前處理、水洗線等設(shè)備（15.0%）；針具/刀具，如鑽針、銑刀等（12.2%）；輸送及自動化設(shè)備（11.3%）、防焊，包含塗佈印刷機、烤箱等（9.1%）。
面對當(dāng)時市場景氣不振，PCB板廠被迫大砍資本支出或延緩進機日程，導(dǎo)致幾乎所有設(shè)備營收都衰退，僅防焊類逆勢成長。這主要得益於臺系防焊設(shè)備皆已成功打入載板與半導(dǎo)體市場，能在主打性價比的陸系品牌，以及高階路線的日韓品牌中突圍，並具備一定的市場占有率。
預(yù)估未來PCB產(chǎn)品朝向高階化與高值化發(fā)展是必然的趨勢，特別是細(xì)線路製程會是最關(guān)鍵領(lǐng)域，技術(shù)的提升會驅(qū)動板廠汰舊換新設(shè)備，進而在設(shè)備市場形成正向循環(huán)，推進長期發(fā)展。否則回頭來看，PCB產(chǎn)業(yè)2023年表現(xiàn)不佳的設(shè)備類別，多與高階細(xì)線路製程相關(guān)，反映出臺廠在高階應(yīng)用的不足，是臺灣PCB設(shè)備業(yè)的一大隱憂。
| 圖四 : 隨著全球經(jīng)濟和終端市場展望逐步明朗化，加上AI與電動車市場需求的推動力，可以樂觀期待PCB產(chǎn)業(yè)前景，也有部份板廠開始擴張資本支出，預(yù)計2024年將進入裝機熱潮。 |
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展望2024年，隨著全球經(jīng)濟和終端市場展望逐步明朗化，加上AI與電動車市場需求的推動力，可以樂觀期待PCB產(chǎn)業(yè)前景，也有部份板廠開始擴張資本支出；同時在東南亞的建廠進程亦在持續(xù)推動，預(yù)計2024年將進入裝機熱潮。
但臺廠同時須警惕來自國際同業(yè)的挑戰(zhàn)，尤其是產(chǎn)品定位相近的陸資設(shè)備廠，將會對產(chǎn)業(yè)發(fā)展構(gòu)成不利影響。因此預(yù)估PCB設(shè)備市場成長速度將略低於製造和材料廠，2024年成長率5.4%，產(chǎn)值約為新臺幣590億元。
