传统制造模式遭遇瓶颈,柔性电子产业如何焕发新活力?

根据IDTechEx公司预测,2018年到2028年,全球柔性电子市场整体规模将由470亿美元上升至3010亿美元,预计年复合增长率达20.4%,市场已进入快速增长期。
2021-04-08 17:35 · 投资界综合     
   

5G技术推动下柔性电子产业发展势头迅猛。随着5G在全球范围内开启商用,预计未来至少会有30~50亿个终端联网,形成万物互联。形态各异、丰富多样的智能终端将为整个产业和每个人的生活带来颠覆性改变,而这其中柔性电子技术将起到关键性作用。一方面,智能终端产品趋向轻薄化、便携化,内部空间越来越小、形态越来越多样使得传统刚性连接模组已无法满足需求,柔性连接模组被越来越多的使用。另一方面,万物互联的基础是实现相互之间的“感知”,这其中的核心部件——天线正是柔性电子应用的重要领域,在5G技术的推动下,天线市场也将迎来新一轮的快速增长。

根据IDTechEx公司预测,2018年到2028年,全球柔性电子市场整体规模将由470亿美元上升至3010亿美元,预计年复合增长率达20.4%,市场已进入快速增长期。

传统制造模式成遏制产业发展瓶颈,市场亟待新突破。在柔性电子领域各级市场即将迎来全面爆发之时,传统制造技术已无法满足需求,成为遏制其快速发展的瓶颈。首先,电子器件形态及功能的发展对电子组件提出了更为严格的要求,超薄柔性、线路精细度、耐弯折性能以及多材质、表面共形电路的实现等等,这些通过传统的蚀刻工艺很难实现。其次,传统的柔性电子电路制造采用减材模式,历经十几年的发展后进入门槛降低,尤其是近些年技术进展几乎处于停滞状态,成本已降无可降,利润空间达天花板。再次,随着市场需求量的提升整个行业都在实施产能扩充,无论是现如今电子制造业集中的长三角、珠三角区域,还是未来扩产的热门地区,江西、湖南、广西、苏北一带,都受到了废水排放指标的制约,继续采用传统制造模式将面临极大环保压力,对扩产的推进带来很大影响。

在性能、成本以及环保等各方面需求的驱使下,柔性电子制造领域迫切期待新技术的出现以打破僵局。日本、台湾等厂商已经开始将增材制造方法应用到柔性电子制造领域,将导电材料通过喷涂、印刷等方式形成电子线路,工序的精简改变提升了生产效率、减少了污染。然而,这一技术并没能得到广泛应用。一方面,现有导电材料用于电子制造领域性价比较低,高端材料具有良好的性能参数但价格昂贵,远远超出成本预期,低端材料的性能又无法满足产品基本需求。另一方面,无法与电子产品的后续制程很好地融合,满足柔性、可弯折、共形电路等较高应用需求。如何进一步突破材料以及工艺的限制,是整个行业亟待解决的问题。

液态金属电子增材制造或将成为未来爆发点。近两年,由中国团队梦之墨提出的一种“基于新材料液态金属及其复合材料的柔性电子增材制造方法”崭露头角,获得业内人士的广泛关注,专家称有望成为解决当前瓶颈问题的突破口,成为未来市场的爆发点。

梦之墨技术团队通过对液态金属及其复合材料方向二十多年的研究,将其成功应用于电子制造领域,建立了满足不同应用场景需求的材料体系以及完整的配套工艺,如电镀、化镀、直焊等等,实现了与后续生产制程的无缝衔接。目前,电子、通信、汽车等领域内已有二十多家知名企业与梦之墨建立了合作关系,开发了如5G天线、共形天线、超薄声膜、水洗RFID标签、汽车电池柔性连接件等三十余项产品,产品均符合IPC6013标准,通过了电气性能、射频性能、机械性能、环境可靠性等各方面的测试。从测试结果看,基于液态金属电子增材制造技术生产的电路板成品在柔性、耐弯折特性上具备更佳优势,同时可实现在不同基材,如工程塑料、陶瓷、玻璃、纸、纺织品等,以及各种3D物体表面如弧面、转角、通孔、微过孔等结构上的共形电路制造。相比于现有的导电材料,液态金属材料自身具有更高性价比,结合增材制造模式可带来成本的大幅降低、效率的量级性提升以及满足环保需求。

除了传统的FPC软板和天线以外,基于新技术的特点及优势,梦之墨在新兴领域形成了五大核心应用方向:①5G通信领域的柔性天线,尤其是LCP\\PTFE等新型基材的毫米波天线的批量规模化生产,满足高性能的同时更具成本优势;②声学、光电等领域小尺寸高精度模组的制作,最小线宽线距可达25μm,基材厚度小于10μm;③多种基材或形态产品中模内电子线路一体化成型,解决传统生产成本高、良率低、附着性差等问题;④柔性穿戴产品拉伸弯折部位的制造,R角小于0.5mm时,可弯折可达10万次,是普通产品数倍;⑤玻璃、透明ITO软膜等材料上大尺幅精细线路的印制,具良好透光性的同时实现了结构件的功能化。

为满足日益增长的生产需求,梦之墨已完成柔性电子量产产线的建设,月产能达5万平米,进入批量交付阶段。当前还在持续扩产中,重点布局在长三角、珠三角等地区,预计2022年其工业柔性电子生产业务将跨入指数级爆发增长期。近期,梦之墨正在开展新一轮融资,为客户拓展、行业深耕以及产能进一步扩充做准备。

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