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借鉴日本在印刷电子技术发展的经验

更新日期:2012-11-29

如今采用印刷技术的「印刷电子」在产品制造上已到达实用化阶段,目前市场上各家厂商激烈竞争的现象时有所闻。在使用无机半导体的日本产业面临技术和业务的双重壁垒之下,印刷电子可望成为复活日本厂商的关键技术。该技术采用柔性基板,或者采用来自于布线及半导体成膜的涂布工艺。

英国厂商于2011年9月在俄罗斯上市了以TFT和控制电路采用有机半导体的电子书。俄罗斯的公司则开发出了可用手弯曲机身的电子书,并于2012年5月开始贩卖。该产品采用韩国LG显示器在树脂基板上形成TFT的电子纸面板。这些产品宣传的卖点是薄型、轻量与不易损坏。

但太阳能电池和电子书在诞生于印刷电子技术群的产品中只不过是应用之一。印刷电子今后将成为电子领域制造技术的重大突破口,未来很多电子组件的制造工艺极有可能都采用印刷电子技术。

印刷电子相关的产品具有适合少量多样生产、全面量产时又可大幅降低制造成本等两大优点。目前全球主要电子厂商与研究机构纷纷表示印刷电子全面实用化的时期即将到来。未来柔性的液晶显示器、有机EL显示器及有机EL照明面板等也将逐一登场。

印刷电子的应用领域不只仅在液晶面板,其范围尚且涵盖内存和蓄电池等,且用于三D封装用布线形成技术、无线LAN模拟电路运行的数GHz驱动的电子元器件也有望实现。例如挪威与美国研究利用印刷技术共同开发出包括晶体管在内的CMOS型有机内存,其薄型轻量化便受到了相当大的欢迎。

除了技术之外,阻挡在眼前的另一个危机是销售,印刷电子在业务上几乎没有成功的例子。电子书是一个经典的案例,因其成败不仅在硬件,更取决于内容与软件的丰富性,美国亚马逊公司与Kindle就是最好的例子。

考虑退出或缩小业务的原因可以发现,先前的作法是瞄准现存竞争产品的已有市场,但错过了业务化时机,或者在性能上未能超越技术已经成熟的竞争产品。就印刷电子而言,到目前为止印刷技术带来的优点与动作性能和耐久性相悖的例子很多。而如果花成本和时间去提高性能,想回收成本就得提高价格,那么量产时所带来的低成本的作用就变小了。另一方面,即使想开拓没有竞争的新市场,却无法预估市场大小,使得风险难以掌握,这便是推出新产品时面临的典型困境。

印刷电子的最佳制造工艺会随着材料以及制造的产品而变。日本厂商擅长的领域在于磨合技术的经验累积,这是难以伴随制造装置而外流。尤其是按需生产,经验尤其重要,即便制造装置在海外销售,技术外流的速度也比较缓慢。

印刷电子的优势之一,是可以根据个人需求灵活生产少量多样的产品,即依需生产。传统的半导体技术属于规模经济,因此需要与之相符的庞大市场。而印刷电子可以利用小型装置少量多样的生产产品。利用此一特点接单生产使用者需要的产品即可,而不必分心于取代已有产品。

印刷技术不只适合依需生产,更能像印刷报纸那样迅速低价的大量生产。人们完全可以根据用途,一开始就选择适合本身的生产方式,等于为所有客户量身订作。