印刷電子孕育誘人商機

世界著名的市場分析公司Caryl Holland報道說，新興的印刷電子技術(shù)的商業(yè)潛力是十分可觀的。 
     
據(jù)估計，未來20年內(nèi)，整個印刷電子的市值將達到3000億美元。換句話說，這將幾乎是今天的硅芯片市場規(guī)模的兩倍。 
         
巨大前景 
       
這背后的原因是因為這項技術(shù)不僅僅是一種可以取代硅芯片的更便宜的方案，而是因為它具有更大的潛力。實際上，在過去的兩年中，印刷電子的焦點已經(jīng)從顯示器、電子紙、薄膜晶體管回路擴展到了環(huán)繞照明、傳感器、電池甚至觸發(fā)器。 
    
那又怎么樣？這很可能會是您的反應(yīng)。這究竟與加工業(yè)有什么關(guān)系呢？答案是對那些已準(zhǔn)備好接受挑戰(zhàn)的人來說，這可能會大有關(guān)系的。因為人們已普遍認識到在低成本軟基材上印刷一次性的電子裝置是印刷電子將來的發(fā)展方向。換句話說，這是一種與今天包裝業(yè)的某些領(lǐng)域相似的過程。 
    
雖然最初人們把重點放在了數(shù)碼噴墨技術(shù)的應(yīng)用上，但現(xiàn)在人們把越來越多的注意力轉(zhuǎn)移到了像凹印、柔印和膠印等更加傳統(tǒng)的印刷工藝上，因為它們能夠進行大批量、低成本的生產(chǎn)。另一方面，硅芯片通常需要與其他分離的器件相連接，這會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設(shè)備，通過一兩次印刷過程將所有的器件印刷出來的話，這將是印刷電子的另外一個主要好處。 
   
例如，加利福尼亞大學(xué)、VTT技術(shù)公司、Konarka公司、PolyIC公司和Paralec公司在開發(fā)印刷電子的過程中，他們?nèi)空谑褂没蛑辽儋澇墒褂冒加〖夹g(shù)。而瑞典的Thin Film Electronics公司成功地使用了柔印和旋轉(zhuǎn)涂布技術(shù)來印刷鐵電存儲器。另外，Motorola公司報告說，他們使用reel-to-reel設(shè)備生產(chǎn)了5英里長的印刷晶體管電路。 
    
印刷電子產(chǎn)品具有重量輕、柔韌性高等特點，所以該技術(shù)潛在的應(yīng)用領(lǐng)域是廣泛的。應(yīng)用范圍可以從RFID標(biāo)簽和智能貨架標(biāo)簽，到布告板大小的電子顯示器、太陽能電池、照明裝置和傳感器，以及計算機/手機顯示器、信號標(biāo)志和海報等。 
    
然而，在你興奮于它的前景之前，我們必須面對的是，目前這項技術(shù)仍然處于早期階段。但是，就像最近在英國劍橋Churchill學(xué)院舉辦的"Printed Electronics Europe 06"研討與展覽會所介紹的那樣，這項技術(shù)正在從實驗室里轉(zhuǎn)向試用階段。 
    
這個研討會的一項主題是：下一階段，印刷電子商業(yè)化？從這點可以看出它目前還不是很成熟，離大規(guī)模生產(chǎn)還有一段距離。當(dāng)談到專業(yè)領(lǐng)域時，現(xiàn)在已有一些公司正在開始將這項技術(shù)商業(yè)化，有幾家甚至能賺錢了。實際上，研討會的主辦方IDTechEx公司是一家獨立的策略分析公司，它主要關(guān)注印刷電子的發(fā)展。該公司報告說在接下來的10年中，有機發(fā)光二極管（OLED）顯示器市場的規(guī)模將達到80億美元，因為潛在應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛，在邏輯/存儲設(shè)備領(lǐng)域也有很好的前景。 
    
大規(guī)模生產(chǎn)的印刷電子的一個最大的潛在市場是無芯片RFID標(biāo)簽，因為這種標(biāo)簽可以被直接印刷到產(chǎn)品和包裝上。實際上，IDTechEx將這個市場看作是印刷電子技術(shù)進入大規(guī)模時代的一個機會，因為它可能會取代每年所用到的10萬億左右的條碼。 
    
然而，目前有一個主要的限制，那就是成本。在此次研討會上有幾位演講人都提到了這一點。實際上，IDTechEx估計說它的成本必須要最起碼降到1美分：像可口可樂和聯(lián)合利華這樣的公司所聲稱的，如果成本降到了1美分，他們會考慮將每件產(chǎn)品都貼上這種標(biāo)簽。 
          
根據(jù)德國PolyIC公司的看法，EPC RFID標(biāo)簽要直到2008~2010年左右才能進入市場。目前，該公司已開發(fā)了一種多位13.56 MHz RFID芯片，并計劃明年推出一種用于防偽的16位RFID標(biāo)簽，其中的一種型號是用顯示燈來作為安全或不安全的指示器。另外，這家公司也在軟性基材上采用柔印、凹印和平印方法生產(chǎn)無芯片晶體管回路。 
   
另外一家也涉足這個市場的公司是Paralec，它使用的是自己生產(chǎn)的銀墨。它在研討會上介紹說，目前有三家制造商已轉(zhuǎn)向使用了這種油墨的三微米凹印技術(shù)來進行RFID天線的印刷。事實上，進入沃爾瑪超市的30%~40%的RFID貨盤和紙箱標(biāo)簽都采用了由Paralec油墨印刷的天線。這種油墨也可以用到3.5微米的柔印層上。
       
最新發(fā)展 
   
很自然，在這些有著巨大潛力的市場面前，相當(dāng)多的公司正在涉足印刷電子，這包括許多新創(chuàng)立的公司。在此次研討會上露面的英國Novalia公司就是一家這樣的公司。它創(chuàng)立于去年的10月份，主要是在大批量印刷、壓模和沉積工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)印刷電子應(yīng)用方案，該公司相信與現(xiàn)有的制造商和其工廠合作是十分重要的。 
    
它的第一個項目是創(chuàng)造一種交互式低成本貿(mào)易卡游戲，不需要一個批量閱讀器或計算機。而是在卡的邊緣采用柔印方法印上可導(dǎo)電的線路，而主游戲卡由一種薄電池、柔性電路和LED組成，這就使它能夠?qū)ㄟM行比較并識別。雖然這種產(chǎn)品還沒有投入生產(chǎn)，Novalia估計說印刷這種銀制線路的成本為0.005美分，這種主卡的制造成本為0.8美分，其中薄電池的成本占了主要比例。 

像應(yīng)用領(lǐng)域一樣，這項技術(shù)本身也取得了巨大的進步。例如，現(xiàn)在的印刷電子的性能已有可能超過傳統(tǒng)的無定形芯片。至少，這在實驗室中已經(jīng)實現(xiàn)了，預(yù)計在18個月左右后可以進入商業(yè)化階段。 
    
許多印刷電子的開發(fā)都是在日本完成的，在日本有大量的公司都取得了小存儲元件的專利。這包括Dainippo印刷公司，它正在尋求將印刷電子回路作為它的包裝操作的一部分。Toppan印刷公司也在做同樣的工作，推出了被稱為音頻紙的產(chǎn)品。該產(chǎn)品只有0.75mm厚，有一個薄薄的柔性揚聲器，還有一個得到Power Paper公司授權(quán)的印刷電池。 
    
目前，這種材料已被用在了作為促銷禮物的賀卡和某些包裝上，包括像香水這樣的高檔商品的包裝。這種應(yīng)用允許購買者錄下一段聲音，然后收到這瓶香水的人通過回放就可以聽到這段聲音。 
    
有趣的是，東京大學(xué)開發(fā)的觸發(fā)器是基于聚酯的，由有機晶體管驅(qū)動。它最初是用于一種盲文顯示器上，這種顯示器允許記錄并修改一段信息。這種顯示器只有1mm厚，幾克重，還可以被卷起來，因此就有機會用到其他場合。 
    
當(dāng)說到OLED顯示器時，亞洲也是在領(lǐng)導(dǎo)著行業(yè)的發(fā)展。目前，主要的重點是讓顯示器更大、更便宜和更明亮，同時還要耗能更少。例如，韓國的三星公司從柯達公司得到了OLED顯示技術(shù)的授權(quán)，它在去年已投入了大約5億美元來實現(xiàn)OLED顯示器的大規(guī)模生產(chǎn)。制造工廠在今年的第三季度就可以投入使用了。三星公司希望2007的產(chǎn)量達到2000萬臺，2008年達到5000萬臺。據(jù)悉，該公司也正在研究如何用印刷的方法來生產(chǎn)這種顯示器。 
    
可以說，印刷電子的市場潛力是超乎你的想象的。而關(guān)鍵的是，加工業(yè)如何依靠專業(yè)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)施，合理利用這項新興技術(shù)。