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传动螺杆蓄动能 高速精微化成主流
放眼终端消费与扩产新商机
[作者 陳念舜]   2020年10月07日 星期三 浏览人次: [2058]

虽然近年来因美中贸易战、新冠肺炎疫情挑战接踵而至,造成台湾工具机等传统制造与商旅服务业景气一片愁云惨雾。但可支援5G通讯、高效能运算、物联网、电动车和远距作业需求的半导体、资通讯电子代工产业仍是一支独秀,既吸引台厂增添机械设备、厂房等固定资产,也顺势带动上中游线轨/螺杆等传动元件大厂加速转型布局。


根据经济部最新公布今(2020)年Q2「台湾制造业固定资产投资及营运概况调查统计」,不含土地的固定资产增购已达新台币3,475亿元,年增4.5%,为连续8季正成长;累计今年上半年台湾制造业固定资产增购6,961亿元,年增6.4%。惟若按照投资型态分析,现仍以增购机械及杂项设备占78.4%最多,年增0.2%为主要贡献来源。


且随着台商回流投资计画持续推动、国营事业重大计画加速执行等,首先选择既有厂房,增购设备、扩增产线,到了今年上半年已进入土地建设时期,推升台湾商办、厂房等相关新厂建设需求启动,房屋及营建工程成长年增24.5%,约占20.6%。



图1 : 因美中贸易争端未歇,台商持续回流扩增台湾产能,以电子代工组装及网通设备厂投资增幅最为显着,均有助於支撑未来制造业投资持稳。(source:经济部统计处)
图1 : 因美中贸易争端未歇,台商持续回流扩增台湾产能,以电子代工组装及网通设备厂投资增幅最为显着,均有助於支撑未来制造业投资持稳。(source:经济部统计处)

又依产业别观察,「电子零组件业」於今年Q2增购固定资产达2,146亿元,约占制造业61.7%居各业之冠;年增0.9%,主因在5G及高效能运算需求驱动下,半导体业者持续积极投入先进制程,部分封测业者亦因扩产增购机台。


惟去年同期比较基数已高,加上部分面板及记忆体厂资本支出减少,增幅较前几季明显缩减。「电脑电子及光学制品业」同期增购125亿元,年增6.0%,主因美中贸易争端未歇,台商持续回流扩增台湾产能,以电子代工组装及网通设备厂投资增幅最为显着,均有助於支撑未来制造业投资持稳。


至於同期制造业(含海外生产)营业收入约6兆3,621亿元,年减4.7%,主因为COVID-19疫情延烧全球,导致国际原物料价格大幅下滑,传统产业营收减幅扩大。惟受惠於远距商机需求活络,激励资讯电子产业营收攀升,可??抵销部分减幅。


若依产业别分析,「电脑电子及光学制品业」年增7.5%,结束连续3季负成长,主因疫情带动居家办公及远距教学需求,激励笔电、伺服器及网通设备厂营收增温。惟疫情冲击部份消费性电子产品及光学元件之销售,亦抵销部分增幅。「电子零组件业」年增11.9%,营收创历年同季新高,同样因为5G通讯、高效能运算、物联网等新兴应用持续拓展,以及远距商机相关设备之晶片及记忆体需求强劲,带动晶圆代工、IC封测、记忆体及主机板等业者营收同步成长。「机械设备业」年减15.7%,则受到中国大陆面板建厂潮退烧,加以美中贸易纷争未解及肺炎疫情蔓延,抑低厂商机械设备需求,以工具机、平面显示器生产设备厂商营收减幅较大。


经济部预估未来,随着下半年进入消费性电子产品旺季,远距设备需求仍殷;5G基础建设、高效能运算及物联网等相关应用蓬勃发展,可??带动资讯电子产业营收续扬;以及国际原物料价格缓步回升,传统产业营收减幅可??缩减。


上市大厂协同终端创新 竞推新品保营收不坠

由於这波台湾制造业增购固定资产及营收成长,势必带动智慧机械及自动化系统整合等需求,其中扮演上中游关键零组件角色的线轨/螺杆等传动元件大厂也可藉此,在工具机和传统产业受美中贸易战与疫情冲击之际,蓄积成长动能,转而拓展在5G通讯、电动车和远距作业市场需求,更应於逆境中持续研发创新产品并趁机扩产,才能抢占景气首波复苏先机。


如依上市线轨/螺杆大厂之一的上银集团(HIWIN)表示,虽然根据工具机公会统计至今年上半年为止,台湾工具机产业出囗约下滑20%,但因为线性滑轨/螺杆应用范围广泛,配合汽车制造业需求缓步提升,欧、日与大陆工具机产业加速转型升级,改用直驱(DD)马达旋转平台,降低开发高阶五轴工具机的成本、维修时间,还能迎合长期少子高龄化社会趋势,预估最快下半年景气即可回温。


加上短期内受惠於半导体、生医、资通讯等终端产业恢复拉货,或对於生产线弹性与自动化需求,也开始增加许多对於高速、精密、微小型线轨/螺杆需求,目前订单属於1~3月的短急单居多。上银既趁机推陈出新产品,以提高毛利率,包含原来应用范围较为广泛的线性滑轨,足以满足现今自动化强劲需求;客制化程度较高的螺杆,占上银营收比重和成长幅度虽然不及线轨,但营收金额已逐步提升。


工业机器人销量则随着新款手机代工和资通讯产业订单成长,无论营收比重与金额俱增。上银还充分利用旗下子公司资源,自主掌握开发机器人关键零组件的谐波减速机及结构设计能力来降低成本;以及机电系统整合优势,满足日系汽车大厂客户对於生产线自动化需求,进而持续下单。上银强调:「目前唯有该集团具备可整合线性马达、线轨/螺杆及机电系统能力,才能真正打入国际智慧型手机、汽车大厂供应链关键环节。」


预估上银从今年下半年至2021年初的新品终端应用仍将集中於半导体、电子、汽车产业,包含广受日本、南韩、台湾等半导体设备厂商欢迎的智慧型滚珠螺杆、多轴/晶圆搬运机器人;因高阶五轴工具机若搭配该公司扭矩马达转台,也能提高定位精度来加工新款5G手机外壳,为设备制造厂争取商机,现已获得德国客户采用。


另有电动车专用电子辅助转向系统(Electric Power Steering System Series, EPS),在机械转向系统之基础上安装马达,使控制器能依方向盘扭力讯号与车速,控制电动马达产生相应大小与方向的辅助扭矩,协助驾驶人转向,也已成功导入德系汽车大厂供应链。上银认为:「即使已有部份线轨/螺杆市场被线性马达取代,却还有EPS能用来替代传统燃油汽车的齿轮/齿条、油/气压传动系统,可??创造更庞大市场需求。」



图2 : 即使已有部份线轨/螺杆市场被线性马达取代,却还有EPS能用来替代传统燃油汽车的齿轮/齿条、油/气压传动系统,可??创造更庞大市场需求。(摄影/陈念舜)
图2 : 即使已有部份线轨/螺杆市场被线性马达取代,却还有EPS能用来替代传统燃油汽车的齿轮/齿条、油/气压传动系统,可??创造更庞大市场需求。(摄影/陈念舜)

即使下半年秋冬季疫情卷土重来,上银仍会采取分散生产布局,就近供应市场措施因应,包含持续义大利建厂进度;并跟随客户前进东南亚建立第二生产基地,或者回流台湾扩厂/产商机。同时考量因上银线轨/螺杆原料主要来自欧洲、日本,生产周期时间(cycle time)较长,所以会提早准备库存,以及利用机器人、TPS制度来提高生产弹性,因应短/急单需求。


另一家上市大厂全球传动科技(TBI MOTION)则长期专注於自动化市场,提供线轨/螺杆等关键零组件为主,也认同现今客户以短/急单需求居多,集中在下半年出货。但因为机械设备传动产业的备料与生产周期长,对应挑战的难度不低,该公司在设备、物料逐步建构到位,跟上量产时程後,则可??提升後续新品对营收贡献度,又以供应医疗设备、5G相关产业链等各式自动化生产设备所需的传动元件为主,并透过提高弹性制造比例来对应相关变化。



图3 : 搭配全球传动最新推出,已率先达成规模化量产的4mm微型高导程滚珠螺杆,还可协助客户开发电动夹爪,并提升其精准度、夹持力范围,增加总行程距离。(摄影/陈念舜)
图3 : 搭配全球传动最新推出,已率先达成规模化量产的4mm微型高导程滚珠螺杆,还可协助客户开发电动夹爪,并提升其精准度、夹持力范围,增加总行程距离。(摄影/陈念舜)

如随着今年国内外展会纷纷递延,冲击新品上市推广进度,全球传动也大力推广其最新微型导轨系列产品,追求高速化和微小化,以因应於全球疫情仍有再起疑虑时,相关医疗设备系统的需求增加,必须满足生医、自动化产业空间有限要求,方便搭配螺杆/螺帽、花键、单轴机器人等模组化,才能与SI系统整合商更紧密合作。


同时搭配该公司最新推出,已率先达成规模化量产的4mm微型高导程滚珠螺杆,不仅能满足现今自动化市场要求高速化、高精度、高刚性、高效率与体积小等特性;还可协助客户开发电动夹爪,并提升其精准度、夹持力范围,增加总行程距离。


传动元件厂强调自主能力 从模组化系统向上溯源

此外,由於半导体、资通讯、生医等产业可说是近年来少数未受重创,甚至还略有获利的产业,不断推陈出新产品、重组供应链布局,也对於自动化相关中上游设备及关键零组件厂商要求更高,就连过去提供模组及系统整合的业者,也开始重头强调其自主研发制造能力!


台湾代表厂商之一的精浚科技不仅长期提供精微线轨/螺杆等自动化相关零组件,同时具备系统及模组开发及整合能力,并持续推陈出新,在今年发表STAF标准型宽版线轨、OME自动化核酸萃取新机,以及具备高量测精度的原子力显微镜AFM及奈米级定位精度的压电平台。


精浚科技表示,其中除了STAF品项越来越齐全,标准型宽版线轨的宽轨低重心设计,可承受更大的扭转力矩,非常适合安装空间有限之应用场域,现已送至日本工具机客户端进行产品验证。同时扩大OME系统整合及光机电硬体与软体服务,发表最新的自动化核酸萃取机,可在前处理阶段输入全血样品後於0.5~1hr内,配合反应药剂将DNA/RNA萃取出来供遗传疾病或病毒相关检测使用。


最新机种还采取开放式软体架构,适用於药剂开发测试、研究学术等需要弹性及测试效率之应用,待药剂及机台调适最隹化後可「固定流程」叁数,让终端使用者搭配Barcode系统自动选择测试流程後,即可一键(one touch)执行,不必担心出错。


目前精浚科技以新北三峡、莺歌两厂为主要产品产制基地,在大陆杭州亦设有经销据点,以自有品牌STAF、OME双引擎行销全球。近年来也因为产能需求,决定在桃园大溪投资近16亿元建置大莺智慧化新厂,除整并三峡、莺歌既有两厂外,亦将增设线性传动元件相关产品线;再由瑞精工协助导入自动化产线、智慧化系统等元素,使生产效率与品质更进一步提升,实现智慧制造目标。


图4 : 精浚科技在今年发表OME自动化核酸萃取新机,扩大OME系统整合及光机电硬体与软体服务,可供遗传疾病或病毒相关检测使用。(摄影/陈念舜)
图4 : 精浚科技在今年发表OME自动化核酸萃取新机,扩大OME系统整合及光机电硬体与软体服务,可供遗传疾病或病毒相关检测使用。(摄影/陈念舜)

同样推出基础传动元件和模组的高明铁公司,也受惠於5G潮流带动智慧型手机产业、要求在检测过程中减少接触的生技医疗,以及绿能产业带动成长。同时体认到基础传动元件为企业的命脉,对於最终组装精度的影响之大,若无法回头要求外购螺杆供应商主动告知,或须涨价配合修改,就只能从制程开始逐步自主改良,掌控从出厂到客户端生产的精度稳定可靠。


如今该公司已具备95%自制率及垂直整合能力,既不畏於疫情期间,恐因断料而延误交期;又足以掌控精度,落实客户原始设计理念;後来还发现可藉着模组化解决部份问题,甚至是直接安装後再编程的投资效益更高。


在今年发表可加装於工业机器人第六、七轴的BT轴,既可作为直交型机种上的旋转轴,提高操作灵活性,又比传统SCARA或多关节机器人便宜;模组化的滚珠花键,系将动力及控制机构整合内藏,而不必让客户必须像以往自行设计机构、外挂马达,现在只要采购後自行编辑韧体、调校,就能快速实现其想法。


结语

现今所称智慧自动化科技虽然都是藉此整合所有基础传动元件,以替代人力驱动、操控机械,但企业因应这波疫情冲击成败的关键,还须考量可否掌握相关技术与人才,利用最少时间及成本维持产能不坠,竞争力在逆境中无形成长!


以免再度发生如同2018年初机械业景气反转,造成市面上线轨/螺杆奇货可居,模组化组装的产品也难免延迟交货,所以开始规划自给自足产能,确保交期和成本不受制於人。


**刊头图(source: idgesg.net)


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