แนวโน้มใหม่ของอุปกรณ์การผลิตอิเล็กทรอนิกส์ สำหรับปี 2025

โรงงานอัจฉริยะและข้อได้เปรียบของอุตสาหกรรม 4.0 ในการ เครื่องจักรการผลิตอิเล็กทรอนิกส์

เทคโนโลยี IoT และดิจิทัลทวินในภาคการผลิตชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์และอิเล็กทรอนิกส์

การรวมอุปกรณ์ IoT เข้ากับเทคโนโลยีดิจิทัลทวินกำลังเปลี่ยนแปลงวิธีการทำงานของเครื่องจักรในการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบัน การตรวจสอบแบบเรียลไทม์เกิดขึ้นเมื่อเซ็นเซอร์ที่เชื่อมต่อกันส่งข้อมูลอย่างต่อเนื่อง ซึ่งข้อมูลเหล่านี้จะถูกนำไปใช้ในระบบการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ งานวิจัยบางชิ้นจาก Smart Manufacturing Research ปี 2024 ระบุว่าแนวทางนี้สามารถลดการหยุดทำงานของเครื่องจักรที่ไม่คาดคิดได้ประมาณ 30% นอกจากนี้ ดิจิทัลทวิน หรือสำเนาเสมือนจริงของอุปกรณ์จริงในคอมพิวเตอร์ ช่วยให้วิศวกรสามารถทดลองวิธีการผลิตใหม่ ๆ โดยไม่ต้องเสี่ยงกับอุปกรณ์จริง แนวทางนี้ช่วยให้โรงงานดำเนินงานได้อย่างราบรื่นและลดวัสดุสูญเสีย ก่อนที่การเปลี่ยนแปลงใด ๆ จะถูกนำไปใช้จริงในพื้นที่การผลิต

การผสานรวม Industry 4.0 เข้ากับเครื่องจักรการผลิตอิเล็กทรอนิกส์รุ่นเก่า

ประมาณสองในสามของผู้ผลิตที่กำลังเปลี่ยนผ่านไปสู่การตั้งค่าโรงงานอัจฉริยะ มองว่าการอัปเดตระบบเก่าเป็นประเด็นหลักที่ให้ความสำคัญ เมื่อมีการปรับปรุงเครื่องจักรเก่าที่ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ด้วยส่วนประกอบด้านเอ็ดจ์คอมพิวติ้งและเกตเวย์ IoT แล้ว โรงงานเหล่านี้สามารถสื่อสารกับเครื่องมือวิเคราะห์ปัญญาประดิษฐ์ (AI) ได้ดีขึ้นมาก แนวทางนี้ช่วยรักษาระบบเดิมที่บริษัทลงทุนไปแล้วไว้ แต่ทำให้พวกเขาสามารถเข้าถึงข้อมูลแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับการทำงานของทุกอย่างได้ ลองนึกภาพตามนี้: โรงงานสามารถใช้งานเครื่องจักรอายุ 30 ปีควบคู่ไปกับมาตรฐานเทคโนโลยีใหม่ล่าสุด โดยไม่จำเป็นต้องทิ้งอุปกรณ์เก่าทั้งหมดออกไปเพียงเพราะตอนนี้

การตรวจสอบแบบเรียลไทม์ผ่านอุปกรณ์การผลิตอิเล็กทรอนิกส์ที่รองรับ IoT

ระบบต่างๆ ที่เชื่อมต่อกันผ่านเทคโนโลยี IoT สามารถติดตามสิ่งต่างๆ เช่น การใช้พลังงาน การเสื่อมสภาพของชิ้นส่วน และคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ได้ละเอียดถึงระดับมิลลิวินาทีในพื้นที่โรงงาน การจัดการพลังงานแบบปรับตัวได้จึงเป็นไปได้ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ ซึ่งจากการศึกษาเมื่อปี 2024 ระบุว่า ช่วยลดการสูญเสียพลังงานลงได้ประมาณหนึ่งในสี่ในโรงงานผลิตชิป เมื่อผู้ผลิตได้รับข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับการดำเนินงานของตน ก็มักจะมีแนวโน้มในการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ การตรวจสอบลักษณะนี้ยังช่วยให้การผลิตเข้าใกล้หลักการเศรษฐกิจหมุนเวียน (circular economy) ที่หลายบริษัทกล่าวถึงในปัจจุบันมากยิ่งขึ้น สิ่งที่น่าสนใจคือ สิ่งทั้งหมดนี้สามารถทำได้โดยไม่ต้องแลกกับความรับผิดชอบต่อสิ่งแวดล้อมหรือมาตรฐานคุณภาพของผลิตภัณฑ์ แม้สถานประกอบการจะขยายขนาดการดำเนินงานก็ตาม

การบรรจุไอซีขั้นสูงและการย่อขนาดขับเคลื่อนนวัตกรรมอุปกรณ์

เทคโนโลยีการย่อขนาดรุ่นใหม่และเทคโนโลยีการบรรจุขั้นสูง

ความต้องการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กแต่มีประสิทธิภาพสูงที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ได้บังคับให้ผู้ผลิตต้องปรับปรุงอุปกรณ์การผลิตของตน เพื่อรองรับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำระดับต่ำกว่า 20 ไมครอน ข้อมูลจาก TechFocus เมื่อปีที่แล้วระบุว่า บริษัทประมาณสองในสามแห่งเริ่มสอบถามถึงความสามารถประเภทนี้แล้ว เมื่อพิจารณาถึงวิธีการบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง เช่น การบรรจุแบบแฟนเอ้าท์ระดับเวเฟอร์ หรือโซลูชันระบบในแพ็คเกจ ข้อกำหนดจะเข้มงวดยิ่งขึ้น อุปกรณ์จำเป็นต้องวางชิ้นส่วนด้วยความแม่นยำต่ำกว่าห้าไมครอน ในขณะที่ต้องทำงานกับวัสดุหลายชนิดพร้อมกัน มองไปข้างหน้า นักวิเคราะห์ตลาดคาดการณ์ว่า เทคโนโลยีการย่อขนาดจะเติบโตประมาณ 14 เปอร์เซ็นต์ต่อปี จนถึงปี 2030 การคาดการณ์นี้สมเหตุสมผลเมื่อพิจารณาจากการขยายตัวอย่างรวดเร็วของเครือข่าย 5G และความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของอุปกรณ์ทางการแพทย์ ซึ่งต้องการชิ้นส่วนขนาดเล็กที่ถูกจัดเรียงแน่นในพื้นที่จำกัด

ความท้าทายหลัก ได้แก่:

• การจัดการความร้อนในโครงสร้างการซ้อน 3D-IC
• การควบคุมการบิดงอระหว่างการประสานวัสดุต่างชนิด
• การตรวจสอบขั้วต่อขนาดไมครอนแบบเรียลไทม์

ผลกระทบของบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงต่อการออกแบบเครื่องจักรการผลิตอิเล็กทรอนิกส์

ผู้ผลิตกำลังตอบสนองต่อความต้องการของอุตสาหกรรม โดยการติดตั้งระบบเซอร์โวในเครื่องยึดชิป (die bonders) ซึ่งทำงานได้เร็วขึ้นประมาณ 40% เมื่อเทียบกับก่อนหน้า ในเวลาเดียวกัน เครื่องจ่ายชิ้นส่วน (pick and place machines) เริ่มใช้ระบบจัดตำแหน่งด้วยภาพ (vision guided alignment) ที่สามารถจัดตำแหน่งได้แม่นยำภายในค่าเบี่ยงเบน ±2 ไมโครเมตร สำหรับผู้ที่ทำงานกับชิ้นส่วนขนาดเล็กมาก เช่น ชิ้นส่วนพาสซีฟขนาด 01005 ที่มีขนาดไม่เกิน 0.4 มม. × 0.2 มม. ระบบควบคุมที่ขับเคลื่อนด้วยปัญญาประดิษฐ์ (AI) ช่วยให้อัตราผลผลิตคงที่อยู่เหนือระดับ 99.4% อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีเหล่านี้ย่อมมาพร้อมกับต้นทุน ปรับปรุงเหล่านี้โดยทั่วไปทำให้ต้นทุนเครื่องจักรเพิ่มขึ้นระหว่าง 18 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์ แต่สิ่งที่ผู้ผลิตได้รับกลับมานั้นคุ้มค่าในระยะยาว เนื่องจากอัตราความผิดพลาดลดลงอย่างมากประมาณ 63% เมื่อเทียบกับอุปกรณ์รุ่นเก่า ตามรายงานจาก Semiconductor Engineering เมื่อปีที่แล้ว การลงทุนนี้คุ้มค่าในระยะยาว เนื่องจากคุณภาพผลิตภัณฑ์ดีขึ้น และความเร็วในการผลิตเพิ่มขึ้นโดยรวม

การผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุและการพิมพ์ 3 มิติในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์

การพิมพ์ 3 มิติเพื่อการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วในอุตสาหกรรมการผลิตอิเล็กทรอนิกส์

เวลาที่ใช้ในการสร้างต้นแบบลดลงอย่างมากเนื่องจากเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ตอนนี้วิศวกรสามารถผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานได้จริงภายใน 1 ถึง 3 วัน ในขณะที่วิธีการกลึงแบบดั้งเดิมจะใช้เวลานานหลายสัปดาห์ เทคโนโลยีเช่น การพิมพ์แบบฉีดวัสดุ (material jetting) และการอัดรูป (extrusion) ทำให้ผู้ผลิตสามารถสร้างทุกอย่างตั้งแต่แผงวงจรไฟฟ้าไปจนถึงตัวเรือนเซ็นเซอร์ได้อย่างแม่นยำสูง รายงานล่าสุดในปี 2025 พบว่า การผลิตแบบเติมวัสดุความละเอียดสูงสามารถพิมพ์เส้นทางนำไฟฟ้าและชั้นฉนวนได้โดยตรงลงบนชิ้นส่วน ซึ่งช่วยลดของเสียจากวัสดุลงประมาณ 40% เมื่อเทียบกับวิธีการเดิมที่ต้องขูดหรือตัดวัสดุทิ้งออกไป ความเร็วทั้งหมดนี้ทำให้นักวิจัยที่พัฒนาอุปกรณ์อัจฉริยะสำหรับอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) และเทคโนโลยีสวมใส่สามารถทดสอบแนวคิดใหม่ ๆ ได้เร็วกว่าเดิมมาก ทำให้มีข้อได้เปรียบอย่างแท้จริงในการนำผลิตภัณฑ์ออกสู่ตลาด

อิเล็กทรอนิกส์แบบพิมพ์และการพัฒนาของออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB)

การรวมกันของหมึกนาโนอนุภาคที่นำไฟฟ้าเข้ากับการพิมพ์ 3 มิติแบบไฮบริด กำลังเปลี่ยนแปลงเกมการออกแบบแผงวงจรพิมพ์อย่างสิ้นเชิง เทคโนโลยีเหล่านี้ช่วยให้วิศวกรสามารถฝังชิ้นส่วนลงในแผงโดยตรง และสร้างโครงสร้างหลายชั้นที่ซับซ้อน ซึ่งไม่สามารถทำได้ด้วยวิธีการกัดกร่อนแบบดั้งเดิม กระบวนการโฟโตพอลิเมอไรเซชันแบบ VAT บางประเภทสามารถผลิตแผงที่บางเพียง 0.2 มม. พร้อมทั้งฝังชิ้นส่วนพาสซีฟไว้ภายในโครงสร้างได้เลย ส่งผลให้ลดเวลาการประกอบอุปกรณ์ที่ต้องการประหยัดพื้นที่เป็นพิเศษ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในอุปกรณ์ทางการแพทย์และเทคโนโลยีการบิน-อวกาศ ที่ทุกๆ มิลลิเมตรมีความหมาย งานวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสาร Electronics Fabrication Review ชี้ให้เห็นว่า ความก้าวหน้าทั้งหมดนี้ไม่เพียงแต่เพิ่มขีดความสามารถของวงจรไฟฟ้า แต่ยังหมายถึงการลดจำนวนแรงงานที่ต้องประกอบชิ้นส่วนด้วยตนเอง ซึ่งช่วยประหยัดทั้งเวลาและต้นทุนในการผลิต

นวัตกรรมในการพิมพ์ 3 มิติสำหรับวงจรยืดหยุ่นและวงจรฝังตัว

เครื่องพิมพ์ DIW เริ่มมีการใช้วัสดุผสมโพลิเมอร์สีเงินที่ยืดหยุ่นได้นี้พิมพ์ลงบนพื้นผิวโค้งต่างๆ และพื้นผิวที่สามารถงอได้หลากหลายประเภท ซึ่งทำให้มันมีประโยชน์อย่างมากสำหรับอุปกรณ์เช่น หน้าจอพับได้ หรือชิ้นส่วนหุ่นยนต์ที่มีความนิ่ม ซึ่งเราได้ยินกันบ่อยในช่วงหลัง มีความก้าวหน้าที่น่าประทับใจหลายอย่างเกิดขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้ โดยเครื่องจักรสามารถพิมพ์ทั้งชั้นเคลือบป้องกันและเส้นทางไฟฟ้าพร้อมกันได้ สิ่งนี้ทำให้เซ็นเซอร์ในรถยนต์มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นมากเมื่อถูกสั่นสะเทือนระหว่างการทดสอบ ดีขึ้นประมาณสามเท่าครึ่งเมื่อเทียบกับก่อนหน้า อุตสาหกรรมการผลิตแบบเติมวัสดุ (additive manufacturing) เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วตลอดเวลา ผู้ผลิตจึงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่สามารถรองรับรูปร่างแปลกใหม่และการออกแบบที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา หากต้องการคงความสามารถในการแข่งขันในการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

ความยั่งยืนและเศรษฐกิจหมุนเวียนในเครื่องจักรการผลิตอิเล็กทรอนิกส์

นวัตกรรมระดับอุปกรณ์เพื่อการผลิตอิเล็กทรอนิกส์อย่างยั่งยืน

เครื่องจักรรุ่นล่าสุดที่ใช้ในการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ได้พัฒนาให้มีประสิทธิภาพในการประหยัดพลังงานมากขึ้น โดยลดการใช้พลังงานลงประมาณ 60% เมื่อเทียบกับอุปกรณ์รุ่นเก่า ตามข้อมูลจาก LinkedIn ปี 2023 ผู้ผลิตยังหันมาใช้วัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพสำหรับแผ่นวงจรไฟฟ้า และออกแบบเครื่องจักรให้อัปเกรดได้ง่ายแทนที่จะต้องเปลี่ยนทั้งหมด ดิจิทัลทวิน (Digital twins) ก็พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพอย่างมาก เช่น การศึกษาเมื่อปี 2024 พบว่าโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้แบบจากรูปแบบเสมือนสามารถลดของเสียจากวัสดุได้เกือบครึ่งหนึ่ง เพียงแค่ปรับแก้ทันทีในระหว่างกระบวนการผลิต น่าสนใจว่า บริษัทในภาคอิเล็กทรอนิกส์เกือบแปดในสิบบริษัท ให้ความชอบในการนำชิ้นส่วนเดิมกลับมาใช้ใหม่ทุกครั้งที่เป็นไปได้ แทนที่จะซื้อชิ้นส่วนใหม่ทั้งหมด การปรับปรุงทั้งหมดเหล่านี้ชี้ให้เห็นถึงแนวโน้มใหญ่ที่กำลังเกิดขึ้นในอุตสาหกรรมขณะนี้ นั่นคือ การเปลี่ยนผ่านอย่างค่อยเป็นค่อยไปจากวิธีการผลิตแบบดั้งเดิม ไปสู่สิ่งที่หลายคนเรียกว่า การผลิตแบบวงจร (circular production practices) ซึ่งทรัพยากรจะถูกนำกลับมาใช้ซ้ำหลายครั้งก่อนที่จะทิ้ง

ความก้าวหน้าด้านการรีไซเคิลในระบบการออกแบบและผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB)

ระบบการผลิตแผงวงจรพีซีบีล่าสุดในปัจจุบันมาพร้อมกับฟีเจอร์ถอดชิ้นส่วนในตัว ซึ่งสามารถกู้คืนวัสดุได้ประมาณ 84% ระหว่างกระบวนการจัดการเมื่อหมดอายุการใช้งาน ซึ่งดีกว่าวิธีการแบบเดิมมาก เพราะวิธีเก่าสามารถกู้คืนได้เพียงประมาณ 32% เท่านั้น ตามรายงานการวิจัยล่าสุดจากวารสาร Journal of Cleaner Production (2024) ผู้ผลิตในปัจจุบันหันมาใช้วัสดุแลมิเนตไร้ฮาโลเจน และเทคนิคการบัดกรีที่ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวทำละลาย เพื่อลดผลิตภัณฑ์ของเสียอันตราย ขณะเดียวกันยังคงรักษาระดับความเร็วในการผลิตไว้ได้ กระบวนการรีไซเคิลแบบวงจรปิดที่มีการนำมาใช้ในโรงงานหลายแห่ง ช่วยลดค่าใช้จ่ายในการรีไซเคิลทองแดงลงได้ประมาณ 22% สิ่งนี้ทำให้การดำเนินงานอย่างเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมกลายเป็นทางเลือกที่น่าสนใจในเชิงการเงินสำหรับภาคธุรกิจ นอกจากนี้ สำหรับบริษัทที่ดำเนินการในยุโรปโดยเฉพาะ การปฏิบัติตามข้อกำหนด WEEE ของสหภาพยุโรปที่เข้มงวดนั้นทำได้ง่ายขึ้นมากด้วยแนวทางใหม่นี้ อีกทั้งผู้บริโภคยังเริ่มต้องการตัวเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้นเมื่อซื้ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ทำให้ความยั่งยืนไม่ใช่แค่การปฏิบัติที่ดี แต่ยังเป็นกลยุทธ์ทางธุรกิจที่ดีอีกด้วย

ส่วน FAQ

อุตสาหกรรม 4.0 คืออะไร และเกี่ยวข้องกับการผลิตอิเล็กทรอนิกส์อย่างไร

อุตสาหกรรม 4.0 หมายถึง แนวโน้มปัจจุบันของการทำให้กระบวนการผลิตอัตโนมัติและการแลกเปลี่ยนข้อมูลในเทคโนโลยีการผลิต ในภาคการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ รวมถึงการใช้ระบบอัจฉริยะ อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) และดิจิทัลทวิน เพื่อยกระดับประสิทธิภาพและคุณภาพในการผลิต

เทคโนโลยี IoT ช่วยปรับปรุงการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ในกระบวนการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างไร

เทคโนโลยี IoT ผสานรวมเซ็นเซอร์และระบบเชื่อมต่อเพื่อให้ข้อมูลแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับประสิทธิภาพของเครื่องจักร การใช้พลังงาน และคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ซึ่งช่วยให้ผู้ผลิตสามารถปรับปรุงได้ทันทีและป้องกันความไม่มีประสิทธิภาพ

เทคโนโลยีดิจิทัลทวินมีบทบาทอย่างไรในอุตสาหกรรมการผลิตอิเล็กทรอนิกส์

เทคโนโลยีดิจิทัลทวินเกี่ยวข้องกับการสร้างแบบจากรูปแบบเสมือนของอุปกรณ์ทางกายภาพ ซึ่งช่วยให้วิศวกรสามารถจำลองสถานการณ์การผลิตต่างๆ โดยไม่กระทบกับกระบวนการจริง ส่งผลให้เพิ่มประสิทธิภาพและลดของเสีย

การพิมพ์ 3 มิติปฏิวัติการผลิตอิเล็กทรอนิกส์อย่างไร

การพิมพ์ 3 มิติช่วยให้สามารถสร้างต้นแบบได้อย่างรวดเร็ว และสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนด้วยความแม่นยำ มันช่วยลดของเสียจากวัสดุ และทำให้สามารถพิมพ์วัสดุนำไฟฟ้าและฉนวนได้โดยตรง ซึ่งช่วยเร่งนวัตกรรมและการออกผลิตภัณฑ์ใหม่สู่ตลาด

มีการนำปฏิบัติการด้านความยั่งยืนใดบ้างที่ถูกนำมาใช้ในเครื่องจักรการผลิตอิเล็กทรอนิกส์

ผู้ผลิตกำลังนำเครื่องจักรที่ประหยัดพลังงาน วัสดุที่ย่อยสลายได้ และระบบที่รองรับการอัปเกรดได้ง่ายมาใช้ร่วมกัน โดยเน้นการปฏิบัติตามแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียน รวมถึงการนำชิ้นส่วนกลับมาใช้ใหม่และการดำเนินกระบวนการรีไซเคิลแบบวงจรปิด