提升PCB制造“软实力”，工业软件是“用”出来的
嘉立创科技
2023-02-22
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嘉立创CAM软件问世基本覆盖了PCB生产制造的全流程
没有自主可控的工业软件，迈向工业强国的征程始终隔着一道藩篱。在PCB制造领域，海外软件占据了大半壁江山。令我们感到欣喜的是，国产工业软件潮头涌动，一些企业正在快速成长起来。
“国产工业软件存在的最大问题，不在于能否开发出来，而是开发出来以后，有没有人使用。”一位从业者一针见血地指出了工业软件的关键所在。
工业软件是工业流程和技术的程序化封装，折射出工业化和信息化融合的能力和水平。“没有工业化进程的完成，就没有工业技术的深厚积淀；没有工业技术的深厚积淀，就不可能把工业技术转化为软件。”
PCB是电子工业的重要部件，其生产离不开软件的应用。我国作为PCB制造大国，大陆地区PCB产值规模占全球的比重超过了50%。然而，环顾PCB软件市场份额，海外软件占据了大半壁江山，成熟可用的国产PCB CAM软件几近空白。
当用户习惯了长期使用某一种工具，后来者向先行者发起挑战的难度不言而喻，更换工具所要付出的代价是巨大的。在经历了2018年的"卡脖子"风波后，工业软件的自主可控，以一种肩负时代使命的姿态被广泛关注。
2022年9月，嘉立创CAM软件问世，补齐了以往国产软件只具备DFM功能而不能编辑Gerber文件的短板。从接单报价到工程资料处理，软件基本覆盖了PCB生产制造的全流程。
工业软件是用出来的。与国内“重硬轻软”的情况不同，海外主流工业软件企业普遍都有30年以上技术工艺积累沉淀，部分头部企业甚至超过了50年。有的公司脱胎于科研机构，拥有强劲的研发能力；有的则是制造业企业，如美国科磊，其本身就是知名的半导体(芯片)设备供货商，由此可见，工业软件的开发天然就具有很高的壁垒。
作为一家智造企业，嘉立创既是软件的开发者，也是使用者。百万级的订单量，给软件的成长铺就了丰厚的扎根土壤，也让开发人员对数据的应用保持着敏锐度。
“十年磨一件”，
从2006年开创PCB打样/小批量业务伊始，嘉立创就注意到，互联网模式能为传统制造模式带来极大的便利，彼时的软件研发，如种子般被埋下。应用→更新迭代→应用→继续迭代... ..正循环驱动下，嘉立创CAM软件的更新与生产齐头并进。
无数次的打磨攻坚，十余年长期深厚的积淀，让嘉立创CAM软件逐渐成长为一款成熟可用的工具，呈现在大家面前。
“软件应服务于用户，而非用户为软件做出妥协。”不少商业软件除了需要耗费巨大的精力适应学习，迭代的周期也十分漫长，一个新功能上线，可能要等待数月甚至数年的时间。
让软件变得更好用这件事上，嘉立创CAM软件马不停蹄，截止2022年12月底，共计发布了3个大版本，新增、优化了多项功能。最新版本上线了4项功能，更智能、更实用：
软件内置智能开料功能，支持旋转拼板、异向开料、混开1-3种料，开料方案多、计算速度快，能极大地提高板材利用率。软件可根据单元板尺寸与板料尺寸，自动测算交货所需的拼板尺寸，提前规划出合理的拼板方案。
脚本自动制作，可高效处理单面板、双面板及多层板标准资料，以双面板资料处理为例，效率是熟练人工处理的5倍以上，准确性、可靠性极高。
软件可根据PCB上所有物件间的距离，有弹性地进行补偿，让各个物件保持合适间距。在现有设备条件不变的情况下，优化图形设计，能减少蚀刻不均匀性问题，提高生产良率。
软件可计算线路层线路与线路，线路与其他物件之间的间距，并自动调整，使线路保持最佳间距，提升了资料处理效率，减少了因线距过小发生蚀刻短路等问题。
开发人员表示，嘉立创CAM软件还有许多其他功能，如自动拼版、网络对比自动定位等，都是PCB生产过程中急需的。接下来软件还持续迭代更新，更加贴合生产需求。
PCB制造涉及十几道工序流程，每一家板厂的生产设备、流程先后顺序、人员的操作习惯差异等因素，都会导致处理资料的参数发生变化，通用模式难以满足所有使用者的需求。
“一款软件，千种实际应用场景。”嘉立创CAM软件的二次脚本开发功能，能很好地解决软件与设备的匹配问题。根据工厂设备及流程，通过调整接口，实现软件与生产设备相互兼容，如LDI、AOI设备等，达到产线与软件的高度适配。综合来看，使用嘉立创CAM软件所带来的效益明显：
原材料成本：Primark 统计数据显示，覆铜板约占PCB成本的30%左右，因此板材利用率与成本控制牢不可分。嘉立创CAM软件内嵌智能开料、自动拼版等功能，帮助工厂实现板材的最大化利用，减少废料。
学习成本：绝大多数的工业软件均为英文界面，如果是基于Linux系统的架构，则需要重新适应。耗费几个月的时间学习培训，可能也只能达到初入门级别。全中文界面、接近于Windows操作系统的嘉立创CAM软件学习门槛低，对使用者友好。
人工处理CAM资料的传统方式，效率基本依赖工程师的操作熟练程度，且订单量越大，耗时越长，需要的专业工程师越多。把人从繁琐、重复、费时的检查中解放出来出来，嘉立创CAM软件支持多核并行计算，10层以上线路板DFM效率是传统CAM软件的3倍，极大地提高了工作进程。
此外，软件的自动化CAM处理功能，包括资料解析自动化、前处理自动化、钻孔/线路/防焊/文字优化、自动拼版等，能帮助工厂缩短整体生产周期，提高生产效率，实现产能的跃升。
做单资料的合格与否，直接关系到成品的品质，对工艺要求严苛的高多层PCB更是如此。工程师在操作的过程中，熟练程度不够、粗心大意等不可控因素就像一枚隐形炸弹，随时可能影响出品。
嘉立创CAM软件动态补偿、自动移线等功能，能有效减少人工出错率，让生产出来的PCB品质更加稳定可控，最终实现整体效益的提高。
比起芯片的“卡脖子”，工业软件更像是“卡脑袋”，因为软件开发不是靠技术攻关就能完成的，需要基础研究、工程实践、应用体验三方面的经验积累，没有专业的知识与经验铺就，很难斩获成果。
如果把工业软件的发展视为一场马拉松比赛，20世纪八十年代，我国工业软件行业起步时间与国外几乎同步。到了90年代后期，国外软件巨头进军国内市场，本土企业难以与之抗衡，工业软件市场几乎被海外企业占据。并且，在近几十年大量跨国软件并购浪潮中，第一梯队强者恒强的趋势愈发明显，需要引起我们的重视。
工信部智库专家林雪萍认为，国产工业软件必须从底层开始追。“中国工业软件的短板是，底部中空缺少根基，基础研究相对缺乏；软件厂家大多自身羸弱，没有造血能力；用户无心陪伴，拿来主义至上；协同舢板不成局，企业仍然是单打独斗，缺乏组件与生态的配合。可以说，上述四大顽疾不破，工业软件难进。”
在夹击之下艰难生存，薪火不灭的国产工业软件也迎来了政策窗口期。在《中国制造2025》《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》等一系列政策的支持下，工业软件“补短板”、“提质量”的速度加快，新的春天正迎面走来。
以隐形的杠杆撬动巨大的价值，投资回报率看似不明显的PCB CAM软件，有如支撑起整座电路板制造大厦的钢筋铁骨。Prismark预测，2026年中国大陆地区PCB产值将有望达到546.05亿美元，年复合增长率为4.6%。面向未来，PCB CAM软件还将继续发挥出巨大价值。
研发软件是一门难活，也是一门苦活，更是一门细活。做出让用户愿意用、喜欢用、用得好的产品，培育国产工业软件是一条漫长且必须要坚持走好的路，或许荆棘丛生，但既然启程，必不畏风雨。
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