綠色制造技術(shù)“受寵” 印刷電子演繹時代傳奇

　導(dǎo)讀：印刷電子可以大大降低制造業(yè)的成本，而且是環(huán)境友好型，對于制造業(yè)有著深遠的影響。但是對于印刷業(yè)來說影響也是不容小覷的。
　　
　　印刷電子就是在塑料薄膜上印刷電路，這是一種綠色制造技術(shù)，具有用材少、成本低、無污染、柔性化等優(yōu)勢。借助在印刷行業(yè)已經(jīng)成熟的絲網(wǎng)印刷或者滾筒印刷技術(shù)，只需找到合適的基板和可以導(dǎo)電的“墨水”，工程師就可以大批量地印刷出電路板來。
　　
　　印刷電子是一個綜合性、交叉性、戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，被譽為電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的第三輪技術(shù)浪潮，前景廣闊。印刷電子具有大大簡化電子產(chǎn)品的制造工藝；產(chǎn)品可以很輕薄，可彎曲，體積可小可大，重量減輕；省料省工，成本減少，綠色環(huán)保等優(yōu)勢。
　　
　　國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
　　
　　印刷電子最早可以追溯到20世紀(jì)70年代的薄膜開關(guān)，因為其應(yīng)用范圍的不斷拓寬，技術(shù)難關(guān)不斷被攻克，得到歐美、日本等發(fā)達地區(qū)的關(guān)注。為了研發(fā)電子功能印刷技術(shù)及產(chǎn)品，專門成立了研發(fā)、制造聯(lián)合體，并得到了政府的資助。例如，英國就建有印刷電子技術(shù)中心（PETEC:PrintableEleetronicsTechnologyCentre），專門從事電子功能印刷產(chǎn)品的開發(fā)和商業(yè)化。其他一些先進國家將印刷電子的產(chǎn)業(yè)化作為提高國家和企業(yè)競爭力的主要方向。通過下面的案例，我們也許能了解到關(guān)印刷電子的一些特點。
　　
　　英國時尚雜志Esquire在2008年慶祝其75周年時做了一個新穎的設(shè)計，其在雜志的封面上附上了一個小小的由一個線路板控制的電子油墨顯示屏。這些部件由6個電池驅(qū)動，電池卡在兩頁紙中間，外封面上裝飾了一個主題為“21世紀(jì)從現(xiàn)在開始”的拼貼，其背面是一個廣告。雖然雜志上粘附的這個顯示屏功能有限，不過這種方式卻使得人們對這一雜志留下了深刻的印象。雜志當(dāng)期賣出10萬冊。
　　
　　5年前，印刷電子在中國還是一個相當(dāng)陌生的名詞，特別是印刷電子技術(shù)。然而就在2014年，第五屆國際柔性與印刷電子大會在北京召開，此次大會收到來自全球20個國家的237份摘要，甚至韓國國家印刷電子發(fā)展計劃總負(fù)責(zé)人也親自到場參加討論。大會主席崔錚研究員表示，2012年當(dāng)他在日本東京為中國爭取到2014年該會議的主辦權(quán)時，他對承辦這個國際會議特別是對國內(nèi)的參會論文與人數(shù)并沒有太大把握。但過去的兩年中國印刷電子的發(fā)展大大超出預(yù)期。越來越多的人開始了解印刷電子，越來越多的人開始進入這一領(lǐng)域。
　　
　　在2014年8月國家科技部頒布的“十三五”科技發(fā)展預(yù)測中，印刷電子材料與技術(shù)首次列入預(yù)測領(lǐng)域之一。因此，首次由中國舉辦的第五屆國際柔性與印刷電子大會引起國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域科研人員與企業(yè)的廣泛關(guān)注，并吸引了大批國內(nèi)科技人員參會。在投到會議的237份摘要中有138份來自中國，在注冊參會的351人中，有209人來自中國。崔錚高興地表示，“中國本土科研人員的參會人數(shù)與參會論文大大超出預(yù)期”。在會議期間到處可以看到中國參會人員與國際同行的積極交流。這說明我國對印刷電子的重視不斷加強，越來越多的科研人員投入到這個領(lǐng)域，國家更加重視，使得我國印刷電子取得了極大的進展。
　　
　　印刷電子的應(yīng)用前景
　　
　　隨著智能產(chǎn)品市場日趨成熟，我們發(fā)現(xiàn)消費者對于有創(chuàng)造力的產(chǎn)品設(shè)計元素越來越看重。而作為可塑性極強的印刷電子，無疑將在其中扮演極為重要的角色。目前印刷電子的主要用途即是制造柔性電子器件。2014年印刷電子的市場規(guī)模為11.5億美元，到2019年預(yù)計將達167億美元，復(fù)合年均增長率約為58%，未來印刷電子將在更多領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。
　　
　　1.可穿戴設(shè)備，彎曲屏幕成為可能
　　
　　首當(dāng)其沖的熱門領(lǐng)域，必然是來自于可穿戴設(shè)備。根據(jù)IMS報告研究，智能穿戴設(shè)備的市場有望在2016年達到1.71億的出貨量，而2011年出貨量僅為0.14億?？纱┐髟O(shè)備正在成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵?。而?dāng)印刷電子可穿戴設(shè)備，將會使目前千篇一律的可穿戴設(shè)備外觀出現(xiàn)百花齊放的情景。由于印刷電子良好的彎曲性，決定了它將促進柔性顯示屏的普及。柔性顯示屏是由柔軟的材料制成、使用了PHOLED磷光性O(shè)LED技術(shù)的可變型可彎曲的顯示裝置。因為它像紙一樣薄，即使切掉電源內(nèi)容也不會消失，因此也被叫做“電子紙”。正如前文所言，使用印刷電子技術(shù)的柔性屏幕，將打破目前顯示屏平整的外觀，彎曲的形狀將幫助智能設(shè)備生產(chǎn)商發(fā)揮出更多全新產(chǎn)品，比如更加貼合手腕的智能手環(huán)，比如外觀更加時尚的智能手機。同時，印刷電子天生輕薄的屬性，也將大大減小可穿戴設(shè)備的屏幕厚度和重量，對于微型化的可穿戴設(shè)備來說，將給人們的佩戴帶來更加輕便的體驗。
　　
　　2.物聯(lián)網(wǎng)需求，柔性傳感器潛力無限
　　
　　據(jù)通訊巨頭思科公司估計，到2020年，全世界約有150億至500億的連接設(shè)備。而英特爾公司則更加樂觀，認(rèn)為至少有2萬億的智能設(shè)備將接入互聯(lián)網(wǎng)。國際著名研機機構(gòu)IDC認(rèn)為，傳感器及功能模塊等設(shè)備的產(chǎn)值將達到整個物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的32%。這將促使專門的物聯(lián)網(wǎng)平臺、軟件及云服務(wù)等成熟。
　　
　　當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)＋印刷電子技術(shù)，將幫助我們進一步豐富傳感器的類型和應(yīng)用范疇。2011年，一種可以像人類皮膚一樣感知外部壓力和傳導(dǎo)觸覺信號的電子皮膚在美國問世。經(jīng)實驗室測試，這種電子皮膚幾乎可以和人體皮膚一樣感知不同的外部壓力，以相同速度傳導(dǎo)觸覺信號，毫無疑問這都得益于印刷電子技術(shù)的功勞。由于印刷電子豐富的材料選擇和良好的彎曲性，目前各大傳感器廠商及科學(xué)機構(gòu)都在加大投入研發(fā)，正在全面拓展柔性傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域。我們不妨大膽設(shè)想一下，在未來柔性傳感器將可以當(dāng)做服裝首飾材料、作為建筑材料的一部分甚至于融入人體。這將大大提高物體與物體，物體與人體之間的互聯(lián)互通，物聯(lián)網(wǎng)將因此產(chǎn)生更多全新的應(yīng)用方向，極大幫助智能城市的構(gòu)建。
　　
　　對印刷行業(yè)的影響
　　
　　印刷電子可以大大降低制造業(yè)的成本，而且是環(huán)境友好型，對于制造業(yè)有著深遠的影響。但是對于印刷業(yè)來說影響也是不容小覷的。對比分析國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和歷程，通過對印刷電子的優(yōu)劣勢進行分析，我們可以得出印刷企業(yè)在參與競爭時的優(yōu)勢和劣勢，從而得出應(yīng)對策略。
　　
　　相對于傳統(tǒng)印刷的低回報率，印刷電子是一個高回報的行業(yè)。相對于現(xiàn)在傳統(tǒng)印刷行業(yè)中的訂單數(shù)量不斷減少，淡旺季明顯等問題，印刷電子則不存在這些問題。而且由于科學(xué)技術(shù)以及自動化技術(shù)的發(fā)展，人們對移動設(shè)備和制造業(yè)的要求越來越高，需求越來越大。但與此同時也可以看出人們現(xiàn)在愿意把更多的消費花在這個行業(yè)上，這給印刷電子提供了機會。而且，由于是新興行業(yè)，并且市場前景好和未來影響大，還有可能會形成新的經(jīng)濟拉動力量，成為國家重點扶植的行業(yè)。
　　
　　同時，更重要的是，相對于傳統(tǒng)印刷的“紅海”，印刷電子或許就是印刷行業(yè)中的“藍海”。當(dāng)前，印刷電子的一些技術(shù)已達到實用化水平，整個產(chǎn)業(yè)或?qū)⒂瓉泶笠?guī)模生產(chǎn)模式。有專家稱，未來3到5年，全球印刷電子將進入高速發(fā)展期。
　　
　　但是我們在看到優(yōu)勢的同時也必須看到劣勢，就是印刷電子的行業(yè)準(zhǔn)入門檻較高，需要一定資金和技術(shù)支持。因為印刷電子并不只是印刷行業(yè)自身技術(shù)的研究，甚至還要涉及到新型材料和計算機等。同時，對設(shè)備和人員素質(zhì)亦都有較高的要求。因此，對印刷業(yè)來說，印刷電子是一個新的機會。印刷的電子產(chǎn)品可以使各類電子元器件的制造變得更便宜，與電子工業(yè)的新生產(chǎn)工藝有關(guān)，但印刷業(yè)要想滲透進該領(lǐng)域卻不是件容易的事情。如果計算機的顯示器、電路板都通過印刷來制作，一定需要專有技術(shù)，印刷業(yè)的成員也必須首先開發(fā)相應(yīng)的工藝和設(shè)備。但是毫無疑問，經(jīng)驗豐富的印刷者更具優(yōu)勢，更容易進入新領(lǐng)域。因為他們在印前、印刷以及印后等方面的發(fā)展比較均衡。據(jù)預(yù)測，伴隨著印刷業(yè)服務(wù)領(lǐng)域向印刷電子、功能材料印刷領(lǐng)域的擴展，印刷將作為一種新型制造手段服務(wù)于現(xiàn)代新型制造業(yè)。
　　
　　處于微利時代，全球的印刷企業(yè)都在尋找新的商機，電子功能印刷作為一個新的市場，或許是印刷企業(yè)苦苦追尋的贏利點之一。相關(guān)人士認(rèn)為，印刷企業(yè)不應(yīng)只局限于技術(shù)工藝趨同、競爭日益慘烈的傳統(tǒng)圖文印刷，企業(yè)或者可以結(jié)合自身實際情況，努力將自己定位于采用印刷技術(shù)裝配和制造功能元件的生產(chǎn)者，在印刷電子領(lǐng)域努力擴大自己的優(yōu)勢。
　　
　　資料來源于互聯(lián)網(wǎng)