印刷未来:柔性电子赋能物联网

Parc 新型与印刷电子项目负责人 Dr. Janos Veres 解释印刷如何变革电子制造以满足物联网 (IoT) 增长需求。
传统“盒装电子”方案不适合可穿戴、汽车系统等 IoT 应用所需的多样化、定制设备。我们必须超越大规模生产,拥抱按需、定制化制造。
柔性和贴合电子是这一转变的关键。过去二十年,印刷电子用于显示器、RFID 标签、传感器、界面面板等低成本大批量产品。汽车公司开始探索模内电子,印刷存储已证明可用现有工具制造。
达到成熟硅基产品同等成本和性能具有挑战。然而近期进展表明,柔性、印刷和混合电子可交付以前无法实现的利基产品和独特外形。
智能物联网
印刷电子实现大规模定制,以前所未有方式融合形态与功能。我们不再与硅竞争,而是将其视为更广泛工具箱中的一部分。
印刷成为整合技术,结合软硬材料,支持低成本按需生产定制设备。新材料和设计自由令制造商振奋。例如智能包装正在兴起,Thin Film Electronics 和 PragmatIC 等公司将 NFC (近场通信) 集成至包装。
在包装中嵌入传感器和数据处理芯片可监测环境参数 —— 温度、湿度、CO₂ —— 对药品和其他敏感产品至关重要。智能包装提供质量提升、减少浪费、简化检验、动态定价,带来巨大时间和成本节约。
可拉伸电子前景在望
我们预期柔性混合电子 (FHE) 系统 —— 印刷多层 PCB 与薄化芯片配对 —— 将成主流。印刷支持大面积按需制造和逐层集成,铺平柔性、柔软甚至可拉伸设备之路。
印刷电子最终可为复杂如手机的设备供能,但仍存障碍。新型低成本材料须替代昂贵银墨;印刷铜和替代导电墨水是有希望候选者。
实现真正拉伸性需材料科学突破。专家设想微芯片转化为墨水,实现快速按需电路制造 —— 这一激进范式转变将需要新颖电路设计方法。
印刷的未来
在我们愿景中,印刷 FHE 生态系统将实现从微小传感器到大规模系统的定制方案,将智能直接嵌入日常物品。嵌入汽车和航空航天框架的传感器将增强安全,软体机器人、假肢、健康监测贴片将更普及。
通过简化设计和制造,印刷电子将加速整个电子和 IoT 版图的进步。
作者:Dr. Janos Veres,Parc
物联网技术