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印刷电子孕育诱人商机

2021-08-18 来源:天水农业机械网

印刷电子孕育诱人商机

世界著名的市场分析公司Caryl Holland报道说,新兴的印刷电子技术的商业潜力是十分可观的。

据估计,未来20年内,整个印刷电子的市值将达到3000亿美元。换句话说,这将几乎是今天的硅芯片市场规模的两倍。

巨大前景

这背后的原因是因为这项技术不仅仅是一种可以取代硅芯片的更便宜的方案,而是因为它具有更大的潜力。实际上,在过去的两年中,印刷电子的焦点已经从显示器、电子纸、薄膜晶体管回路扩展到了环绕照明、传感器、电池甚至触发器。

那又怎么样?这很可能会是您的反应。这究竟与加工业有什么关系呢?答案是对那些已准备好接受挑战的人来说,这可能会大有关系的。因为人们已普遍认识到在低成本软基材上印刷一次性的电子装置是印刷电子将来的发展方向。换句话说,这是一种与今天包装业的某些领域相似的过程。

虽然最初人们把重点放在了数码喷墨技术的应用上,但现在人们把越来越多的注意力转移到了像凹印、柔印和胶印等更加传统的印刷工艺上,因为它们能够进行大批量、低成本的生产。另一方面,硅芯片通常需要与其他分离的器件相连接,这会增加成本并可能降低可靠性。而如果能用相似的材料和相同或相似的设备,通过一两次印刷过程将所有的器件印刷出来的话,这将是印刷电子的另外一个主要好处。

例如,加利福尼亚大学、VTT技术公司、Konarka公司、PolyIC公司和Paralec公司在开发印刷电子的过程中,他们全部正在使用或至少赞成使用凹印技术。而瑞典的Thin Film Electronics公司成功地使用了柔印和旋转涂布技术来印刷铁电存储器。另外,Motorola公司报告说,他们使用reel-to-reel设备生产了5英里长的印刷晶体管电路。

印刷电子产品具有重量轻、柔韧性高等特点,所以该技术潜在的应用领域是广泛的。应用范围可以从RFID标签和智能货架标签,到布告板大小的电子显示器、太阳能电池、照明装置和传感器,以及计算机/手机显示器、信号标志和海报等。

然而,在你兴奋于它的前景之前,我们必须面对的是,目前这项技术仍然处于早期阶段。但是,就像最近在英国剑桥Churchill 学院举办的“Printed Electronics Europe 06”研讨与展览会所介绍的那样,这项技术正在从实验室里转向试用阶段。

这个研讨会的一项主题是:下一阶段,印刷电子商业化?从这点可以看出它目前还不是很成熟,离大规模生产还有一段距离。当谈到专业领域时,现在已有一些公司正在开始将这项技术商业化,有几家甚至能赚钱了。实际上,研讨会的主办方IDTechEx公司是一家独立的策略分析公司,它主要关注印刷电子的发展。该公司报告说在接下来的10年中,有机发光二极管(OLED)显示器市场的规模将达到80亿美元,因为潜在应用领域很广泛,在逻辑/存储设备领域也有很好的前景。

大规模生产的印刷电子的一个最大的潜在市场是无芯片RFID标签,因为这种标签可以被直接印刷到产品和包装上。实际上,IDTechEx将这个市场看作是印刷电子技术进入大规模时代的一个机会,因为它可能会取代每年所用到的10万亿左右的条码。

然而,目前有一个主要的限制,那就是成本。在此次研讨会上有几位演讲人都提到了这一点。实际上,IDTechEx估计说它的成本必须要最起码降到1美分:像可口可乐和联合利华这样的公司所声称的,如果成本降到了1美分,他们会考虑将每件产品都贴上这种标签。

根据德国PolyIC公司的看法,EPC RFID标签要直到2008~2010年左右才能进入市场。目前,该公司已开发了一种多位13.56 MHz RFID芯片,并计划明年推出一种用于防伪的16位RFID标签,其中的一种型号是用显示灯来作为安全或不安全的指示器。另外,这家公司也在软性基材上采用柔印、凹印和平印方法生产无芯片晶体管回路。

另外一家也涉足这个市场的公司是Paralec,它使用的是自己生产的银墨。它在研讨会上介绍说,目前有三家制造商已转向使用了这种油墨的三微米凹印技术来进行RFID天线的印刷。事实上,进入沃尔玛超市的30%~40%的RFID货盘和纸箱标签都采用了由Paralec油墨印刷的天线。这种油墨也可以用到3.5微米的柔印层上。

最新发展

很自然,在这些有着巨大潜力的市场面前,相当多的公司正在涉足印刷电子,这包括许多新创立的公司。在此次研讨会上露面的英国Novalia公司就是一家这样的公司。它创立于去年的10月份,主要是在大批量印刷、压模和沉积工艺的基础上开发印刷电子应用方案,该公司相信与现有的制造商和其工厂合作是十分重要的。

它的第一个项目是创造一种交互式低成本贸易卡游戏,不需要一个批量阅读器或计算机。而是在卡的边缘采用柔印方法印上可导电的线路,而主游戏卡由一种薄电池、柔性电路和LED组成,这就使它能够对卡进行比较并识别。虽然这种产品还没有投入生产,Novalia估计说印刷这种银制线路的成本为0.005美分,这种主卡的制造成本为0.8美分,其中薄电池的成本占了主要比例。

像应用领域一样,这项技术本身也取得了巨大的进步。例如,现在的印刷电子的性能已有可能超过传统的无定形芯片。至少,这在实验室中已经实现了,预计在18个月左右后可以进入商业化阶段。

许多印刷电子的开发都是在日本完成的,在日本有大量的公司都取得了小存储元件的专利。这包括Dainippo印刷公司,它正在寻求将印刷电子回路作为它的包装操作的一部分。Toppan印刷公司也在做同样的工作,推出了被称为音频纸的产品。该产品只有0.75mm厚,有一个薄薄的柔性扬声器,还有一个得到Power Paper公司授权的印刷电池。

目前,这种材料已被用在了作为促销礼物的贺卡和某些包装上,包括像香水这样的高档商品的包装。这种应用允许购买者录下一段声音,然后收到这瓶香水的人通过回放就可以听到这段声音。

有趣的是,东京大学开发的触发器是基于聚酯的,由有机晶体管驱动。它最初是用于一种盲文显示器上,这种显示器允许记录并修改一段信息。这种显示器只有1mm厚,几克重,还可以被卷起来,因此就有机会用到其他场合。

当说到OLED显示器时,亚洲也是在领导着行业的发展。目前,主要的重点是让显示器更大、更便宜和更明亮,同时还要耗能更少。例如,韩国的三星公司从柯达公司得到了OLED显示技术的授权,它在去年已投入了大约5亿美元来实现OLED显示器的大规模生产。制造工厂在今年的第三季度就可以投入使用了。三星公司希望2007的产量达到2000万台,2008年达到5000万台。据悉,该公司也正在研究如何用印刷的方法来生产这种显示器。

可以说,印刷电子的市场潜力是超乎你的想象的。而关键的是,加工业如何依靠专业技术和生产设施,合理利用这项新兴技术。

信息来源:国际包装商情

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