柔性混合电子 (FHE) 是制造业的下一件大事:一个全新的电子平台
柔性混合电子 (FHE) 是一种创新工艺将电子工业元素与高精度印刷工业元素相结合。
借助 FHE,制造商可以制造出重量更轻、符合人体曲线或拉伸物体或结构形状的传感器,同时保持传统电子架构的完整操作完整性。
通过高精度处理集成超薄硅元件;用导电和活性油墨印刷;和粘贴在可拉伸基板上,灵活的混合技术将彻底改变电子产品的使用方式。 FHE 将使电子产品“开箱即用”,并将它们直接集成到可穿戴设备、制成品和结构中。
新资助的研究推动创新
2015 年 8 月,国防部为 FHE 创建了一个新的制造创新研究所,由总部位于加利福尼亚州硅谷中心的 162 家公司、非营利组织、实验室和大学组成的财团领导。启动总投资超过 1.71 亿美元、联邦基金 7500 万美元和非联邦捐款超过 9600 万美元,这是第一家总部位于西海岸的制造机构。
获胜的财团将应用材料、苹果、联合技术、惠普和高通等主要电子和半导体公司与波音、通用汽车、克利夫兰诊所、康宁和摩托罗拉等终端用户联合起来。最终结果是能够将这些灵活、可弯曲的电子设备嵌入到从医疗设备到超音速喷气机的所有设备中,同时还建立在斯坦福大学、加州大学伯克利分校、哈佛和麻省理工学院等合作大学正在进行的前沿研究的基础上。
FHE的未来
柔性和印刷电子应用正在成为现实。预测者预测,在工业和消费领域相结合的互联网连接设备市场将达到近 300 亿美元。其中,医疗保健是目前最强大的 FHE 细分市场,其中性能价值最高,可靠性至关重要。
通过在柔性可拉伸基板上封装电子元件,通过这些创新制造工艺实现的技术将保持传统电子电路在可穿戴和贴合架构中的完整运行。这些功能强大的设备可以连接到弯曲的、不规则的形状上,并横跨建筑物、物体和人类,从而导致 21 世纪的应用,包括:
- 革新电子可穿戴信息设备以监测生命体征和身体状态,从而优化健康和生活方式决策。
- 通过生物标志物和设备植入物显着改善医疗技术的交付,这些技术可以在战斗中监测老年人、慢性病患者和我们士兵的生命体征。
- 使嵌入式传感器能够监控在海底压力或极端温度等恶劣环境中运行的商用汽车和飞机的状态。
- 改进安全运营,将轻型机器人应用于整个陆地、空中、海洋和太空系统,以及下一代成像和传感功能。
- 通过符合复杂形状(例如飞机机翼或无人值守车辆平台)的电子设备以及将电子设备集成到服装和织物中,显着减小电子系统封装的尺寸和重量。
对提高所有这些产品的可制造性的需求很高。当前的研究工作旨在降低单价并增加对客户的价值。其结果将是轻量、低成本、灵活、舒适、可拉伸和高效的智能产品,在消费者、商业和军事应用中具有无数用途。
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