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创新的机会:让客户变得更好(四)

作者:李序蒙 姚泽鑫 汪小娟 来源:《大国创新》 责任编辑:yangxu1985 2023-09-07 人已围观

四、缩短研发周期的关键

克莱顿·克里斯坦森曾说:“为了让创新变得更具可预测性,必须了解其根本的因果机制,也就是用户在特定的情境中想要获得的进步。”③深刻理解客户想要进步的目标是缩短研发周期的关键。杰普特研发MOPA激光器耗时8年,而研发调阻机却只用了很短的时间。他们从2014年发现调阻机的机会,到出售样机给K公司,只经历了短短一年时间,就实现了商业成功。杰普特成功的关键,在于理解了超低阻厂商客户的需求,并从制造加工超低阻的场景中识别出关键环节,围绕这些环节进行创新。

杰普特先是理解了超低阻厂商的商业模式。不像普通电阻,超低阻生产的良率很低,因而面对大量的订单,超低阻制造商通常提前制造数倍于客户需要的电阻,然后再通过筛选分级,卖给不同的客户。假设良率是50%,他们就提前生产出客户需求量两倍的电阻,完成生产后他们会对产品进行管控,通过一种高度精密的仪器筛选出质量好的一半卖给对电阻精度要求高的客户;另一半则可以再进行筛选分级,卖给有需要的其他客户。基于这种模式,生产的良率越低,要预先生产的电阻就越多,那就意味着需要更多的生产设备和筛选设备。因而提高产品的良率就可以减少设备采购,减少设备的使用还能带来场地的节约。

在电阻加工过程中,杰普特识别出了超低阻的激光调阻中的两个非常关键的环节:一是测量和计算,二是激光调阻。在加工电阻的环节,根据计算机预定的程序,激光束会对厚、薄膜电阻进行切割来改变电阻的几何形状,从而改变电阻的阻值。在机器工作过程中,随着激光切割过程的进行,需要同时、实时测量电路和监视厚、薄膜电阻阻值的变化。在激光一次次加工后,厚、薄膜电阻的阻值会不断接近目标阻值。当厚、薄膜电阻达到目标阻值后便关闭激光束,最终完成整个激光调阻过程。

激光调阻机是自动化加工设备,上述激光调阻过程都是由调阻机在短时间内快速完成的。机器首先要识别:接通电流后,一读到电阻就需要监控它的电流,一旦达到标准就立马快速切换。因为它是多通道的快速切换,切换时间的长短就决定了机器的工作效率。假设电阻制造厂现在需要上千台调阻机,如果机器效率降低10%,制造厂就需要多买100台设备,设备越多对场地的要求就越高。其次,机器还要进行计算:在测完后要计算,计算画什么形状,具体画多深、多宽。之后算法会告诉激光需要如何切(激光调阻)。切也不是简单地切,需要切各种形状,还有转角的。一个激光头,两个马达,都在高速运转,快速抖动,整个调阻过程速度很快。

激光调阻刚好是MOPA激光器的强项。一来由于杰普特自有部件,终端设备的直接采购成本就可以降下来。别家调阻机的平均成本是13万美元,而杰普特的产品只要11万美元,直接省下2万美元的投资。二来采用光纤激光器大大提高了加工的效率,不存在固体激光器开机需要等待半小时的情况。

至于测量和计算,则需要另一个关键部件——量测系统,这也是杰普特进入超低阻调阻机市场最大的障碍。从前有设备大厂也想做调阻机,因为没有攻克量测系统而放弃了。在进入市场的时候,杰普特就发现,其他厂商在普通阻的测量方面已经做得很好了,但是在低阻方面做得还不够。量测是一排排地量,一组待加工的电阻多的达到五六万颗,要在一两分钟内完成测量。即使是那种大颗粒的电阻,也要求在几十秒内完成测量任务。测电阻的时候,主要是让电流通过电阻,低阻时需要的电流更大一点,测量的阻值才能更准一点。在发现量测系统在调阻机中的关键作用后,杰普特专门组建电路团队做量测,并且到处招揽人才。通过引进在量测系统开发方面具有丰富经验的专家,杰普特大大缩短了调阻机的开发时间。

杰普特电路团队开发出了一块高电流的量测卡,加上自己的光电系统比日本厂家做得好,因而在测量低阻上有明显优势。如果杰普特自己从头开发量测系统,起码又要花去5年时间。正是由于对关键部件的正确识别和开放式创新,引进量测系统方面的关键人才,杰普特才能大大缩短调阻机的研发周期,在第二年就给K公司雪中送炭,完成产品交付。

五、产品只是开始,创新需要持续迭代

颠覆性创新的第一代产品往往都是有缺陷的,但它们却为客户提供了无法抗拒的价值。杰普特的调阻机也一样,交付给K公司的第一代调阻机并不稳定,也遇到过软件、外观等各种各样的问题。但是,由于杰普特的设备在解决客户核心需求上表现出色,其低阻的量测准确度高,加工效率和良率都比日本设备高出不少,而且还满足了客户短时间交付的要求,因而K公司能够包容杰普特调阻机的不足。

据杰普特团队回忆,他们第一次送过去的三台设备长的样子都不相同,甚至高矮都不一样。对此,K公司的生产主管认为这些产品的优点太突出了,把不同设备放在三个不同的车间就行。

第一代调阻机的机械设计并不稳定,只是超低阻加工的时候设备运行速度比较低,因而机械设计的短板在超低阻方面体现并不明显。可是一旦在那种需要高速运动的加工场景中,调阻机在工作时就可能暴露出很多问题。初代产品完成颠覆之后,还要持续迭代优化,制造功能更完善、使用更稳定的成熟产品。2016年,杰普特又在K公司的设备上进行了大幅度的改进。

杰普特的第一代调阻机换上了光纤激光器,解决了量测的问题。第二代产品则实现了机械设计的突破,提升了机械硬件的稳定性。在杰普特团队研发面向更高阻值电阻的第二代调阻机时,他们引进了更多跨领域的技术人才,以克服老团队的短板。在给消费电子龙头做装备的时候,他们引进了一些做智能装备的人才,比如做过半导体装备的,还有做机械设计的专家。机械领域的技术人才擅长研发焊线机、贴片机这类对速度要求很高、对高速元器件进行处理的设备。这支研发智能装备的团队,也参与了二代调阻机的研发,共同研讨调阻机存在的问题,甚至推倒方案,重新设计。通过引进人才,杰普特将别人做半导体设备的设计经验用到了调阻机上。

等到第二代产品面世的时候,杰普特已经可以跟调阻机行业的竞争对手平起平坐了。同时也在客户订单上实现了多点开花,拿下了一家在电阻行业排名前三的客户。

做激光器和做调阻机是两件不同的事情——前者是部件,面向系统集成商;后者是设备,面向终端使用者。激光器帮客户解决问题的关键主要在激光本身,主要工艺是调节激光的参数。而设备则是一个解决方案,面向的是复杂的工业场景,解决的是客户的复杂任务,激光装备涉及的工艺更多、流程更烦琐,包括精准定位、精准测试、自动化控制软硬件集成、光学处理、软件开发等多个领域。

杰普特团队用玻璃瓶上的二维码做了一个举例,对于光源供应商来说,它的激光只要能做出二维码就行;而设备商需要考虑二维码的扫码效率,需要读码足够快、足够高效,因而它还需要考虑二维码处在玻璃瓶的位置、打码的质量等。因此,MOPA激光器和调阻机二者的创新对杰普特代表着不同的意义和挑战,一个是深度,一个则是广度。MOPA激光器是提高杰普特的技术深度,而调阻机则需要扩大公司的广度来满足客户复杂多变的需求。电阻行业在不断发展,设备也需要更新换代,客户也会有越来越多的新需求。随着杰普特的技术越来越全面,人才越来越多,杰普特能够更加从容地面对终端用户所面对的交叉性学科问题,更好地解决终端用户急于解决的问题,建立起了核心优势。对此,杰普特一位高层很自豪地总结道:“杰普特能够创造性地解决客户的问题。”

未来的设备需要越来越小型化,同时精度要求越来越高,范围越来越宽,这要求杰普特不停地自我完善,不断进行产品的升级迭代。类似G公司、K公司这种战略客户,每开发一代新产品,杰普特就要配合他们研发、定制新设备。杰普特持续锁定G公司、K公司等技术领先的制造企业,跟他们保持很好的交流,不断洞察理解客户的需求,发现更多“让客户变得更好”的隐藏机会。

从MOPA激光器走向光学智能装备,杰普特的订单实现了快速增长。除了激光调阻机,杰普特还提供智能光谱检测机、芯片激光标识追溯系统、硅光晶圆测试系统、激光划线机、VCSEL激光模组检测系统等。凭借在激光器、光源器件和设计方面的优势,杰普特已经为多家消费电子龙头和芯片世界巨头企业提供精密激光/光学智能装备。目前,杰普特的激光调阻机在该细分领域的实际表现足够替代国外产品,实现了进口替代,完全可以帮助世界一流的电子制造巨头完成电阻切割、电路精密调节等重要工艺。

 

 

①Eric von Hippel.The Sources of Innovation [M]. New York : Oxford University Press,1988:107.

②光电汇.MOPA光纤激光器,标刻界的新宠[EB/OL].(2017-09-23)http://139.224.26.190/informationdetail/3568.

③ 克莱顿 · 克里斯坦森,泰迪 · 霍尔,凯伦 · 迪伦,等 .创新者的任务[M] . 洪慧芳,译 . 北京:中信出版社,2019:21.


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