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柔性印刷电子产业发展综述(下)— 展望篇


作者:本站收录 来源:科钛网 2019-05-13 09:21:07 填写您的邮件地址,订阅我们的精彩内容:

摘要:柔性印刷电子本身的优势仍然存在,大面积、柔性化、低成本、绿色环保的优点不容否认。经过10年的发展,柔性印刷电子领域已经形成了大量的技术储备,全球对这一领域的产业技术关注度有增无减。

关键词:柔性印刷电子[2篇]  电子标签[3451篇]  柔性印刷[3篇]  

上期我们回顾了柔性印刷电子产业的发展历程及该产业目前面临的挑战和机遇。今天,我们将继续深入柔性印刷电子产业,共同展望柔性印刷电子的未来趋势。

未来展望

任何新技术从开始出现到最终实现市场成功都会经历一个曲线发展过程。从最初的技术萌芽期会先经历一个期望膨胀期,即所谓“发烧”期。但由于市场对新技术的期望值过高,与不成熟的技术现实形成落差,于是进入幻觉破灭期。经过重新整合,调整市场目标并伴随技术的成熟与进步,尤其是批量生产技术的成熟,最后缓步进入成功期。这个过程就是著名的Gartner曲线发展过程(图表1)。柔性印刷电子产业发展也是一样。早期对这一技术的市场潜力期望过高,一些企业获得大笔融资,快速扩张发展。但由于市场表现不如人意,烧钱过快,最终导致资金断链,企业难以为继。过去10年柔性印刷电子产业的发展已经经历了这一过程。应该说,目前这个产业正在开始走出幻觉破灭期,进入启蒙上升期。企业开始正视市场现实,强调技术与市场需求的吻合。

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图表1:新技术产业发展的Gartner曲线

柔性印刷电子本身的优势仍然存在,大面积、柔性化、低成本、绿色环保的优点不容否认。经过10年的发展,柔性印刷电子领域已经形成了大量的技术储备,全球对这一领域的产业技术关注度有增无减。

5G与物联网

与10年前相比,柔性印刷电子产业发展已经出现了新的市场机遇,即物联网与5G时代正在到来。物联网(IoT)不仅仅是“网”,更重要的是“物”。将“物”联到“网”,需要海量的与“物”相连的传感器。基于印刷电子技术的智能标签与传感器具有天然的低成本属性,可以将网连接到海量的低价值物端,实现真正意义上的物联网。5G通讯则有可能将海量的“物”直接通过手机终端连接进“网”。以智能标签为例,近年来增长最快的智能标签应用是在日常消费品领域,如图表2所示。目前商店或超市中的许多商品都已有了电子标签。这些电子标签的功能包括物流管控、防伪、自动收款等功能。但这些标签基本还是基于减材制造技术生产的,例如腐蚀铝箔方法。图表3展示的是一个服装电子标签。表面上看是一个纸质标签,但实际上里面埋入了一个RFID,而这个RFID是在PET塑料薄膜上刻蚀铝箔制作的。这种标签完全可以通过印刷直接在纸基上制作,可以省去塑料RFID与纸标签的复合工艺,而且更加绿色环保。

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图表2:智能电子标签市场发展趋势

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图表3:服装电子标签

传感器与电子标签

在物联网需要的万亿传感器中将有相当大的比例是柔性传感器。图表4是日本印刷电子协会总结的需要柔性传感器的领域。尽管有众多技术可以制作这些柔性传感器,但不可否认,印刷电子技术将是其中具有很强竞争力的技术。早期在印刷电子技术开发方面过多地关注了直接印刷晶体管技术,期望将晶体管直接印在柔性基材上,实现柔性电子系统。但直接印刷的晶体管,无论是有机的还是无机的,都与硅基集成电路芯片在性能上无法比拟。近年来,柔性混合电子技术(Flexible Hybrid Electronics,FHE)受到印刷与柔性电子行业的重视。所谓“柔性混合电子”是将硅基集成电路芯片与印刷互联相结合,利用硅基集成电路芯片的强大功能与印刷电子的大面积、柔性化、低成本优势,形成具有完备功能的柔性电子系统。柔性混合电子补足了目前印刷晶体管性能有限的短板,为微电子固体电路找到了柔性化的新路径,可以满足市场的现时需求。图表5展示的葡萄酒电子商标就是一个最简单的柔性混合电子系统:印刷的RFID天线与RFID集成电路芯片相结合。融合了印刷电子技术的柔性混合电子打破了过去长期认为印刷电子性能不行的魔咒,让印刷与柔性电子技术更贴近市场,更符合实际应用的需求。

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图表4:物联网中柔性传感器的应用领域

实际上,柔性印刷电子技术可以派上用场的领域远不止上面提到的电子标签。图表6是国际有机电子协会(OE-A)在2015年总结发布的柔性印刷电子潜在应用领域。市场的广阔前景是不容否认的,但路要一步一步走,需要科技界与产业界脚踏实地开发满足市场需求的、能够批量化生产的,并具有合适性价比的产品,这个广阔市场才能真正变为现实。

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图表5:柔性印刷电子潜在应用领域

柔性印刷电子以其独特的柔性 / 延展性以及高效、低成本制造工艺,在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景,如柔性电子显示器、有机发光二极管 OLED、印刷 RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴等。柔性印刷电子技术有可能带来一场电子技术革命,引起全世界的广泛关注并得到了迅速发展。相信未来,柔性印刷电子技术在人们的日常生活中应用的越来越广,印刷电子技术将不断突破挑战,最终走向产业化。

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