近十年財險業務快速發展 財產保險業風險保障水平不提升
2022-11-22 16:02:04
世界簡訊:“材料+工藝”全棧式增材制造解決方案將推動柔性電子產業規模化發展
2022-11-22 16:02:04 來源: 電子創新網
柔，即軟、不硬，與“剛”相對。柔性電子是一項在柔性底板上安裝電子線路的新興電子技術，與傳統電子技術相比，柔性電子具備著更大的靈活性、獨特的柔軟性以及延展性。隨著互聯網、大數據、云計算、人工智能等信息技術在全球范圍內的全面普及，柔性電子行業呈現出良好的發展勢頭，在醫療、信息、能源、國防等領域中有著廣泛的應用需求。
柔性電子正在引領多個產業跨越式發展
隨著折疊屏手機、VR觸覺手套、柔性屏在消費電子市場上的產品化應用，柔性電子技術逐漸被越來越多的人所知曉。這個賦予傳統剛性產品以柔性形態的黑科技，悄然改變著我們的生活。據國際權威機構預測，預計到2028年，整體柔性電子產業規模為3010億美元，處于長期高速增長態勢。而作為柔性電子基礎部件的柔性線路板（FPC），正在越來越多的領域得以應用。
(相關資料圖)
FPC 與新能源汽車契合度很高，在新能源及汽車電子的需求正在快速釋放。FPC 具備輕量化、結構簡單、線路連接簡便等特點，是連接汽車電子元器件的良好線路載體，在安全性、組裝效率、續航以及降低自重 等方面的明顯優勢，FPC 連接方案已成為乘用車動力電池中的絕對主力方案。2018 年調研顯示，國內動力電池第一梯隊的寧德時代和比亞迪 已經在 pack 環節批量化應用 FPC。公開信息顯示特斯拉、國軒高科、中航鋰電、塔菲爾、 欣旺達、孚能等企業也均開始應用 FPC。目前 FPC 方案已經成為絕大部分新能源汽車新車型的最主要選擇。
同時FPC在彎折性、減重、自動化程度高等優勢進一步體現，應用涵蓋車燈、顯示模組、BMS/VCU/MCU 三大動力控制系統、傳感器、高級輔助系統等相關場景。從下游主要應用結構來看，消費電子對FPC的需求穩步提升。根據 Prismark 數據，2019 年全球 FPC 產值主要集中于通訊電子和計算機領域，其中通訊電子占比分 33.0%，計算機占比28.6%，以手機為主的消費類電子構成了FPC產值規模的主要貢獻點。隨著折疊屏、虛擬按鍵、多攝像頭模組等應用的出現，疊加上輕薄化設計訴求，目前，智能手機內FPC的應用空間進一步擴大，主要應用場景包括柔性屏、攝像頭、振動器、屏幕觸控、天線、聽筒、麥克風、FPC連接器等。
其中FPC連接器需求提升顯著。作為柔性電路板的一個功能部件，FPC連接器在以智能手機為代表的電子設備迅速向小型化方向發展的背景下，已是目前消費類電子設備內部采用柔性電路來連接電路板的主要連接方式。
5G時代高頻化要求驅動FPC天線滲透率提升。產品小型化及智能化的發展需求促使終端通信設備中的天線大多采用更為輕薄柔軟的FPC結構，如蘋果公司從第一代iPhone開始就已使用FPC天線設計。隨著5G 時代的到來，全球主要國家均計劃使用中頻3-5GH2和20GHz以上的高頻及毫米波頻段，波長和天線尺才都相應降低。同時，由于多輸入多輸出(Multi-input Multi-output, MiMO）和陣列天線技術的成熟，內置的主通信天線單元規模將從4G時代的2*2、4*4 變為8*8甚至16*16，即主道信天線數量將從2、4根變為8根甚至16根，推動單機天線數量大大提高，高頻 FPC 的用量也隨之水漲船高。
以柔性傳感器為代表的新型產品，正在引領健康醫療、信息科技等領域的創新變革。未來人工智能，包括元宇宙、物聯網等概念落地，都將高度依賴柔性電子在智能傳感方面的技術落地和產業開放。FPC具備的輕薄、柔軟、可彎曲等特征，完全符合醫療設備需要具有和人體相結合的特性，柔性電子的發展極大地啟發了健康科學，大量可穿戴 / 可植入設備圍繞人體研發的應用層出不窮，極大地豐富了健康數據采集和疾病檢測的手段。
在信息技術方面，元宇宙已經成為一個炙手可熱的概念，柔性傳感或將讓元宇宙概念得以落地。人們可以通過柔性電子制作成的透明、柔韌、可延展、可自由彎曲折疊、可穿戴的電子皮膚，實時精準的感受到觸覺和味覺，真正進入元宇宙時代。
“材料+工藝”的增材制造技術應用或為柔性電子帶來更大突破
柔性電子領域各級應用正在迎來全面爆發，高度定制、快速交付、高質量、低成本等要求越來越高，這對產品設計、工藝水平、制造能力乃至底層材料研發都提出了更高且迫切的需求。在大量新型應用頻現以及時代背景下對生產制造的環保性要求之下，傳統電子制造技術已無法完全滿足，將前沿的增材制造技術應用于電子制造成為發展趨勢，越來越多的廠商都開始進行電子增材制造技術的研究探索與應用嘗試。
電子增材制造技術，即運用優化的圖形印刷作為增材制造工藝，使功能性導電材料在襯底上一次成形，無需后續減材制程。相較于傳統的電子制造方法，電子電路以“減材”制造模式，工藝復雜且成本頗高，不僅耗時耗能，還會對環境造成高污染。而‘增材制造’則采用直接打印或印刷方式，工藝簡捷，可有效提高生產效率降低生產成本，具有輕量化、靈活化、綠色環保等天然優勢。另外，電子增材制造技術可實現電子線路在柔性、超薄乃至可拉伸基材、三維物體表面上的直接打印/印刷，受基材限制較小，更易滿足新型柔性電子應用需求。
在新應用場景、成本、效率以及環保性等各方面需求的驅動下，很多材料領域或傳統印刷領域的企業開始進行使用導電材料進行電路印刷的探索，然而，這一技術并未很快得以應用及廣泛推廣。
電子增材制造技術的兩大核心是：材料+工藝，且兩者相輔相成不可孤立。專注于材料研究的企業缺乏工藝開發能力，而專注于工程化實現的企業大多不具備材料研究背景，少有企業能在底層材料研發以及后續制造工藝達成兩者兼備，這需要企業具備材料研發的基因以及足夠的耐心和投入。
整合材料與工藝，成為發展電子增材制造技術亟待解決的問題，也將為柔性電子產業的發展帶來新的發展機遇。
夢之墨提供“材料+工藝”全棧式柔性電子增材制造解決方案
夢之墨作為一家以導電金屬材料為核心的科技成果轉化公司，長期深耕于電子增材制造領域，實現了多種類型的增材制造方法在電子制造中的成功應用，如絲印、轉印、直寫等。
精細圖案印刷：可實現多材質、超薄、低耐溫性等基材表面上精細導電線路的直接印刷，如PI/MPI/LCP/ITO軟膜/TPU/TPE等，支持厚度小于10μm膜材上的直接印制。
三維電路成形：可快速實現物體外表面電路的直接印制、復雜內腔結構表面電路分解印制以及小曲率結構表面電路的印制。
憑借著強大的材料研發實力以及多年實際應用中工程化經驗的積累，夢之墨已構建獨具特色的多層級功能復合材料體系以及成熟的電子增材制造工藝體系，實現了底層材料配方與生產制造工藝的相互適配，滿足如超薄、柔性、彈性乃至可拉伸等多種特色電子應用需求。
除成熟的底層技術搭建外，目前夢之墨也已實現初步的產線建設，具備批量化生產能力，真正可實現從一站式交付的全流程服務，為多家企業提供了FPC天線/連接件、柔性透明顯示屏、共形天線、柔性燈板等多類型產品的生產服務。
基于增材制造方法的電子制造技術突破傳統制造技術瓶頸，可滿足更多新型應用需求。同時，生產制造工藝更為簡捷、耗材及能源消耗較少且過程綠色環保，帶來了生產效率大幅提升、前期投入及生產成本大幅縮減等顯著優勢，也更加符合時代背景下制造業發展大趨勢。正是依托于該技術“輕量級投入”、“綠色化制造”等特點，未來，夢之墨將進一步推進“研發中心化、生產本地化”的服務模式，逐步實現全國到全球化的分布式部署，為客戶提供更區域化、更安全的生產保障。
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