641辅助网致力于优质软件,活动线报,游戏辅助,绿色工具等资源共享,好货不私藏!

产业发展综述 产业发展年终综述

作者:641辅助网(www.641r.com)

产业发展综述 产业发展年终综述

柔性印刷电子技术是基于印刷原理的电子制造技术。硅基半导体微电子技术长期占据电子技术的绝对主导地位。然而,由于硅基集成电路制造技术日益复杂,所需投资巨大,硅基集成电路的制造完全被全球几家大公司垄断。因此,近10年来溶解有机和无机半导体材料的研发,催生了用传统印刷技术制造各种电子器件的探索和研究。

根据调查数据,印刷电子技术和行业涵盖广泛,包括可印刷形成电路或电子元件的有机、无机或合成材料,以及晶体管、显示器、传感器、光电池、电池、照明设备、导体和半导体等器件,以及用于互连电路的工艺和产品。虽然印刷加工本身没有传统微纳加工那样高的分辨率和集成度,但其大面积、灵活、低成本等优势足以让印刷电子在许多新的应用领域发挥作用。

产业发展综述 产业发展年终综述

十年回顾

至于印刷电子市场,英国市场研究公司早在10年前就开始追踪。公司每年发布印刷电子行业发展报告,包括市场的评估和预测。图表157是公司对2008年印刷电子发展前景的评价。当时我很看好印刷电子的发展前景,把未来20年印刷电子的发展和当年硅半导体微电子的发展做了对比。

自从那一年的预测以来,十年已经过去了。回顾2018年印刷电子的发展,这个市场还没有发展到当年预测的水平。2015年,三星galaxy总裁在韩国柔性印刷电子大会上对比了印刷电子市场的实际发展水平和不同市场研究公司的早期预测(图158)。显然,实际市场表现与前期预测差距很大。如果我们对公布的市场数据做一个更详细的分析,我们会发现,大部分看似庞大的市场实际上来自传统的成熟产品和市场。

图表158:印刷电子市场业绩与预测对比(2015)

图表159是2016年发布的印刷电子产品的市场份额。市场总量242亿美元,不仅是印刷电子产品,还有有机电子和柔性电子产品。后两种产品不一定是通过印刷制造的。

比如160亿美元的OLED显示器市场就不属于印刷电子类,仍然采用真空蒸发制造工艺。价值65亿美元的传感器市场主要由血糖试纸产品组成,这些产品早在2008年就已经成熟。13亿美元的导电油墨市场主要是印刷晶体硅太阳能电池电极和印刷触摸屏边缘电极的导电胶市场,而不是新兴的低温烧结纳米导电油墨市场。

在过去的10年里,一些早期的知名印刷电子专业公司经历了巨大的起伏。例如,2008年,美国公司发布了印刷纳米硅油墨制备薄膜晶体管和射频识别的产品,开创了无机纳米材料的印刷,成为第一个产品。当时业界普遍认为全印刷型RFID有望取代主流的硅集成电路芯片RFID。

美国公司成立于2001年,2008年宣布建设一条1GW的印刷型有机太阳能电池生产线,成为当时印刷电子产业化的明星企业。然而,这两家公司因为产品难以打开市场而相继消失。德国等其他公司也在世界上较早推出了印刷有机电子标签和金属网格透明导电膜,但由于产品无法打开市场,他们转向开发其他技术。

在透明导电膜领域,除了印刷电子技术之外,还有大量企业使用镀膜nan

印刷电子的概念很有吸引力。说到印刷,人们自然想到了印刷报刊杂志,想到了大批量低成本制造电子产品的优势。然而,要像印刷报纸一样实现印刷电子,在技术、产业化和市场化方面仍然面临许多挑战。首先,印刷电子技术本身有局限性:

(1)印刷加工的图形分辨率远低于传统的微纳加工。目前印刷能实现的最细线约为1微米,而集成电路处理的图形尺寸已经达到10纳米。

(2)电子印刷的前提是要有可以印刷的电子墨水材料,但目前这类材料种类有限,性能普遍低于相应的固体材料。印刷电子器件的性能也低于传统微纳加工制备的器件。

(3)电子器件通常需要多层结构。印刷多层结构受套印精度的限制。印刷套印精度通常远低于微纳加工的多层对位精度。

(4)印刷的电子墨水需要经过固化和烧结过程,才能恢复原有的材料性能。对于某些材料,烧结温度可能很高,从而限制了基材的选择范围。此外,烧结和固化后难以恢复固体材料的性质,例如导电性。

(5)由于印刷电子器件与传统微电子器件的差异,现有的微电子设计方法和设计软件不能直接应用于印刷电子设计。

认为传统印刷企业可以直接转换成印刷电子,或者电路板可以通过印刷的方法直接制造(注:传统印刷电路板PCB不是通过印刷制造的),这是传统行业对印刷电子的误解。电子印刷所需的印刷技术比报纸印刷复杂得多,包括电子油墨的印刷适性和多层电子油墨印刷的套印精度。目前印刷导电油墨的导电率和精度还没有达到传统PCB的要求。

印刷电子最吸引人的应用,也就是印刷晶体管,离实用还很远。目前,一些产品使用有机或无机半导体油墨制备晶体管,但大多数仍然依赖光刻等传统工艺来实现晶体管结构的图形化,这不是真正意义上的全印刷晶体管。印刷的太阳能电池产品稳定

性与封装方面还有很多技术问题要解决。

其次,印刷电子产品必须与传统电子产品在市场上相竞争。印刷电子产品有其产品形态(柔性化、塑料基、纸基)的特点,但也有性能上的劣势。以RFID标签为例,传统RFID芯片小于毫米见方,可以集成数万个晶体管。印刷RFID除了印刷的天线外,在有限的标签面积上只能印刷千余个晶体管,其性能自然远不能与集成了数万个晶体管的RFID芯片相比。而且芝麻大小的RFID芯片也可以安装在柔性的RFID天线上,实现柔性的RFID标签。所以,印刷电子市场化面临的挑战是如何创造具有差异化、给予用户新的使用体验的产品,可以与现有微电子技术互补的产品。

印刷电子只有创造一种革命性的前所未有的产品,或性价比高的产品,在市场竞争中才有优势。一个成功的案例是南昌欧菲光批量生产的混合印刷纳米银金属网栅透明导电膜。由于这种新型透明导电膜制备触摸屏比ITO透明导电膜具有更高的导电性与触控灵敏度,制造成本更低,因而能够迅速打开市场。但这也只是在大尺寸触摸屏的市场。在手机触摸屏领域,由于屏幕尺寸小,ITO高阻抗缺点不明显。而且ITO供应商面临非ITO材料的竞争采取了大幅度降价策略,使金属网栅透明导电膜进入手机触摸屏领域困难重重。需要指出的是,印刷电子的低成本特点只有通过大批量生产才能体现出来。小批量制造的印刷电子产品并不能做到低成本。因此,如果不成批量,在市场竞争中并不见得有优势。

1

免责声明

本站提供的一切软件、教程和内容信息仅限用于学习和研究目的;不得将上述内容用于商业或者非法用途,否则,一切后果请用户自负。本站信息来自网络收集整理,版权争议与本站无关。您必须在下载后的24个小时之内,从您的电脑或手机中彻底删除上述内容。如果您喜欢该程序和内容,请支持正版,购买注册,得到更好的正版服务。我们非常重视版权问题,如有侵权请邮件与我们联系处理。敬请谅解!