設(shè)想一下，一張輕薄柔軟、摸起來就像一張紙的觸摸屏，用起來是什么奇妙感受？家中某處電路斷了，不求電工，自己用筆“畫”一下，就能完成接駁……這些聽著比較科幻的應(yīng)用目前幾近走進(jìn)現(xiàn)實(shí)，而且它們都與印刷電子技術(shù)息息相關(guān)。

    印刷電子技術(shù)非常新、非常熱——與其有關(guān)的論文2005年后才開始出現(xiàn)，并在過去幾年內(nèi)迅速增加，國際有機(jī)與印刷電子協(xié)會(huì)組織還在去年發(fā)布了最新版“路線圖”。印刷電子技術(shù)預(yù)示著變革性發(fā)展，包括傳統(tǒng)印刷、印制電路版、光伏、顯示、物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，將隨著此技術(shù)的開發(fā)駛?cè)朕D(zhuǎn)型升級(jí)的快車道。

    前不久，國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的頂尖專家齊聚“西苑沙龍”，在這場高端討論中記者得知，我國的研究并不過分落后于國外，我們有著自己的未來。

    印刷與電子的結(jié)合？

    “印刷制造本質(zhì)上與3D打印一樣，是一種增材制造。”中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所專家說，印刷電子就是將印刷制造方法應(yīng)用于電子器件的制造，是繼硅基集成電路微電子技術(shù)之后電子學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)新的發(fā)展方向。

    “印刷電子可以簡單理解為印刷與電子的結(jié)合。”中科院蘇州納米所專家介紹，將印刷方法成功應(yīng)用于電子制造涉及5個(gè)主要技術(shù)領(lǐng)域：基底材料、可印刷電子材料、印刷方法、印前與印后處理工藝、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中可印刷電子材料是整個(gè)印刷電子技術(shù)賴以存在的基礎(chǔ)。

    由于低能耗、低材料消耗、無腐蝕工藝，印刷制造技術(shù)的特征就是綠色環(huán)保。與硅基微電子器件不同的是，印刷加工的電子學(xué)器件與基底材料無關(guān)，可以在各種基材上制備電子器件，包括各種柔性基底材料，而且印刷電子制造投資低，因?yàn)樗枰脑O(shè)備與傳統(tǒng)印刷設(shè)備基本相同，大大低于硅基微電子器件加工所需要的設(shè)備，另外，與傳統(tǒng)印刷有相同特征的是，印刷電子制造可以實(shí)現(xiàn)大面積批量化制造，尤其是卷對(duì)卷連續(xù)生產(chǎn)制造，可以大大降低制造成本。

    但印刷電子技術(shù)也不是完美無缺。首先其不具備傳統(tǒng)硅基微電子制造技術(shù)的高精度與高密度，而且可印刷的電子材料的性能也要比傳統(tǒng)硅基微電子所依賴的晶體材料差。另外，就性能而言，印刷電子不如硅基微電子，但印刷電子器件與產(chǎn)品的大面積、柔性化與低成本是硅基微電子所不具備的。

    2013年，市面上相繼出現(xiàn)了可彎曲手機(jī)、透明手機(jī)與電視、大尺寸弧形屏電視、柔軟如紙的顯示屏、半透明薄膜太陽能電池、全印刷的電子標(biāo)簽、谷歌眼鏡與智能手表等，這些都表明新一代柔性化與個(gè)性化電子時(shí)代已經(jīng)到來。在國外的一些電子行業(yè)領(lǐng)域，印刷也已經(jīng)部分取代或全部取代這些行業(yè)領(lǐng)域中傳統(tǒng)需要光刻與刻蝕制造的加工技術(shù)。但印刷電子技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)不是互相取代，而是互相補(bǔ)充。

    世界產(chǎn)業(yè)的焦點(diǎn)

    “國外最近幾年在印刷電子領(lǐng)域呈爆發(fā)增長之勢(shì)，在去年11月召開的Printed Electronics USA會(huì)議上有2200多人出席會(huì)議，參展公司有160余家，這正說明國際上看好印刷電子的未來發(fā)展趨勢(shì)與市場潛力。”有關(guān)專家說。但將印刷作為一種電子制造技術(shù)只是在最近10年中開始受到關(guān)注并蓬勃發(fā)展。

    盡管有機(jī)電子從上世紀(jì)80年代開始研究，但與印刷電子有關(guān)的研究論文從2005年以后才開始出現(xiàn)，并在過去幾年迅速增加。其中一個(gè)重要原因是無機(jī)納米材料開始應(yīng)用于印刷電子——這種材料具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于有機(jī)電子材料的電荷遷移率。

    無機(jī)納米材料的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是環(huán)境穩(wěn)定，不受空氣中水氧的影響，電子器件可以在自然環(huán)境下印刷制備。只要將無機(jī)納米材料（納米粒子、納米線、納米管等）制成墨水或油墨，就可以用傳統(tǒng)印刷方式制成各種結(jié)構(gòu)。納米材料本身的性質(zhì)賦予了這些結(jié)構(gòu)以電荷傳輸、光電轉(zhuǎn)換，傳感、發(fā)光與顯示等特性，從而形成各種新型半導(dǎo)體器件、光電與光伏器件、顯示器件與傳感器件，大大增強(qiáng)了印刷制備電子器件的實(shí)用性，拉近了印刷電子與市場的距離。

    國外對(duì)有機(jī)、柔性與印刷電子技術(shù)的發(fā)展一直非常關(guān)注，主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家在政府層面已經(jīng)推行了多項(xiàng)研究計(jì)劃，包括建立國家層面的研發(fā)中心。

柔性電子紙

 透明手機(jī)

全印刷射頻電子標(biāo)簽

    英國在2009年投資2千萬英鎊建立國家印刷電子中心并啟動(dòng)國家印刷電子發(fā)展計(jì)劃，相繼建立6個(gè)與印刷電子塑料電子相關(guān)的研究中心與多家企業(yè)；德國涉及有機(jī)與印刷電子的科研單位與企業(yè)超過90余家，2004年就已經(jīng)成立有機(jī)電子協(xié)會(huì)；日本在2011年成立先進(jìn)印刷電子技術(shù)研發(fā)聯(lián)盟，以印刷與薄膜技術(shù)企業(yè)主導(dǎo)印刷電子產(chǎn)業(yè)。

    尤其值得一提的是韓國。韓國知識(shí)經(jīng)濟(jì)部于2011年提出了一個(gè)發(fā)展印刷電子技術(shù)的6年計(jì)劃，從2012年到2018年，韓國政府將與工業(yè)界共同投資1725億韓元（約合10億元人民幣），研究開發(fā)印刷電子的全面解決方案。韓國政府認(rèn)為，在過去的20年中已經(jīng)在移動(dòng)通信與平板顯示領(lǐng)域取得了世界矚目的成績，平板顯示全球老大，移動(dòng)通信全球第二。他們看到印刷電子是一個(gè)新的機(jī)會(huì)，可能會(huì)帶動(dòng)一大批新的產(chǎn)業(yè)，因此政府出面主導(dǎo)大力推動(dòng)。同時(shí)，韓國有三星、LG這樣的電子信息產(chǎn)業(yè)巨頭，這些大型企業(yè)都對(duì)印刷電子極為關(guān)注，都已有內(nèi)部研究計(jì)劃。去年由韓國主辦的國際柔性與印刷電子大會(huì)（ICFPE），會(huì)議主席就是三星顯示公司的CEO。LG則已在其顯示面板生產(chǎn)線上開始采用噴墨打印工藝。

    我國的創(chuàng)新機(jī)遇

    “在無機(jī)納米材料應(yīng)用于印刷電子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化方面，中國與國外基本處于同一起跑線上。”之所以如此，有關(guān)專家認(rèn)為是因?yàn)閲庖彩窃诮鼛啄瓴砰_始這方面的研究，產(chǎn)業(yè)化也剛剛開始，“應(yīng)該說，中國抓住了這一機(jī)遇。”

    實(shí)際上，中國工業(yè)界從2009年以來已經(jīng)開始關(guān)注印刷電子。中國印制電路行業(yè)協(xié)會(huì)（cpca）于2009年11月成立了印制電子分會(huì)。2010年4月，國內(nèi)柔性電路版企業(yè)安捷利公司與復(fù)旦大學(xué)成立了“復(fù)旦—安捷利全印制電子研發(fā)中心”。昆山海斯電子于2010年開發(fā)出了可用于噴墨打印的納米銀導(dǎo)電墨水。上海銳比利機(jī)電公司于2010年完成了第一代印刷電路板字符噴印機(jī)。

    在科技界，中科院蘇州納米所于2009年10月開始籌建印刷電子技術(shù)研究中心，這是國內(nèi)第一個(gè)完全致力于印刷電子科研開發(fā)的團(tuán)隊(duì)。自2010年以來，印刷電子開始在中國成為一個(gè)迅速發(fā)展的新興技術(shù)領(lǐng)域。自中科院蘇州納米所的印刷電子中心之后，北京印刷學(xué)院、天津大學(xué)、華中科技大學(xué)等高校相繼建立印刷電子研究中心。北印中源、中科納通、蘇州納格，昆山恩幅賽等以印刷電子為主營業(yè)務(wù)的公司也相繼成立。一些基于印刷電子技術(shù)的產(chǎn)品開始出現(xiàn)。例如，北印中源的納米銀漿，中科納通的印刷RFID標(biāo)簽與地鐵票，蘇州納格開發(fā)的用于觸摸屏的柔性透明導(dǎo)電膜，昆山恩福賽的印刷紙電池等。2011年10月，由北京印刷學(xué)院、中科院蘇州納米所與中科院化學(xué)所等單位發(fā)起了全國印刷電子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟。#p#分頁標(biāo)題#e#

    2010年7月，由中科院蘇州納米所印刷電子中心發(fā)起組織了首屆全國印刷電子研討會(huì)，該研討會(huì)至今已連續(xù)舉辦4屆，參加人數(shù)逐年增加。首屆研討會(huì)只有20余人到會(huì)，2013年舉辦的第4屆研討會(huì)上參會(huì)人數(shù)已達(dá)150余人。2012年5月，中國應(yīng)邀出席首屆國際印刷電子標(biāo)準(zhǔn)工作委員會(huì)。中國還爭取到了2014年國際柔性與印刷電子大會(huì)（ICFPE）的主辦權(quán)，說明中國印刷電子的發(fā)展已受到全球的關(guān)注，我國正面臨前所未有的極好機(jī)遇，發(fā)展印刷電子技術(shù)應(yīng)成為在今后5—10年科技規(guī)劃布局的重要方向與重要領(lǐng)域之一。

    “印刷電子作為一個(gè)新興領(lǐng)域，仍然有巨大的創(chuàng)新空間，如果國家盡快開始對(duì)印刷電子新材料及應(yīng)用技術(shù)加以重視，加強(qiáng)政策引導(dǎo)，完全有可能搶占先機(jī)，走出一條自己的創(chuàng)新之路。”專家表示。

    ■專家視點(diǎn)

    陳弘達(dá) 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所副所長 研究員

    自2013年以來多家國外印刷電子材料與設(shè)備制造商已開始頻繁訪問中國，尋求打入中國市場的機(jī)會(huì)。中國在印刷電子新材料及應(yīng)用技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化方面已經(jīng)落于日本、韓國及歐美國家。中國落后的主要原因是國家層面尚沒有對(duì)發(fā)展這一新興產(chǎn)業(yè)給予足夠重視。由于國家政策導(dǎo)向的缺失，造成國內(nèi)參與印刷電子技術(shù)研究開發(fā)的力量薄弱。相關(guān)產(chǎn)業(yè)的關(guān)注度與重視程度不夠。但整體而言，中國在印刷電子新材料及應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域與國外的差距還不大。中國大力發(fā)展印刷電子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)是可行的。

    崔錚 中科院蘇州納米所印刷電子中心主任

    中國應(yīng)在綠色印刷電路，透明薄膜光伏，平板與柔性顯示，物聯(lián)網(wǎng)等4大領(lǐng)域優(yōu)先發(fā)展印刷電子技術(shù)。重點(diǎn)發(fā)展可印刷導(dǎo)電、光伏與發(fā)光材料，同時(shí)注重開發(fā)相關(guān)印刷電子設(shè)備。在研發(fā)項(xiàng)目的部署方面，重視與下游終端企業(yè)的結(jié)合，通過一些示范應(yīng)用，展示印刷電子在大面積、柔性化、低成本與綠色環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)。在政府應(yīng)發(fā)揮的作用方面，建議通過政府資金帶動(dòng)企業(yè)投入與地方投入。強(qiáng)調(diào)政策引導(dǎo)作用，特別是在推行綠色生產(chǎn)方式方面，通過政策激勵(lì)，使企業(yè)產(chǎn)生轉(zhuǎn)型升級(jí)的動(dòng)力。爭取通過國家下一個(gè)5年計(jì)劃的實(shí)施，使印刷電子產(chǎn)業(yè)成為國家的一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。

    彭俊彪 華南理工大學(xué)材料學(xué)院院長 教授

    預(yù)計(jì)印刷顯示產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占整個(gè)顯示產(chǎn)業(yè)的約40%，即2020年產(chǎn)值達(dá)到500億美元，2025年達(dá)到700億美元，是一次產(chǎn)業(yè)技術(shù)的革命。在國際上印刷顯示處于剛剛興起的階段，我國基礎(chǔ)與國際水平相差不多，我們完全有機(jī)會(huì)在該領(lǐng)域爭取自己的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)空間，實(shí)現(xiàn)趕超的目標(biāo)。另一方面，目前全球顯示產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長開始遇到瓶頸，印刷顯示在顯著降低生產(chǎn)成本、提高顯示品質(zhì)等方面具有優(yōu)勢(shì)的前提下，將能夠解決目前面臨的瓶頸問題。

    陳林森 蘇大維格董事長 研究員

    柔性電子的需求和行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，面臨幾個(gè)重大難題和挑戰(zhàn)，第一，材料來源，第二，柔性電路集成度，第三，器件功能化。

    印刷電子的基礎(chǔ)導(dǎo)電材料涉及氧化銦錫（ITO）、不同程度地存在方阻高、脆性等問題。國內(nèi)外學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界在尋求ITO替代性導(dǎo)電材料做了大量研究工作，其中，納米銀和石墨烯在透明導(dǎo)電電極方面的研究與應(yīng)用取得積極進(jìn)展。

    李路海 北京市印刷電子工程研究中心主任

    我們需要整合一個(gè)概念，到底什么叫印刷電子，印刷電子和我們以前做了很多投入產(chǎn)業(yè)包括顯示、發(fā)光、能源、光伏這些有什么樣的關(guān)系，這個(gè)是需要明確。當(dāng)然之所以講到國家的投入也是考慮到一個(gè)問題，印刷電子是一個(gè)交叉的行業(yè)，多技術(shù)交叉的行業(yè)，是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，如何把這些企業(yè)、院校和研發(fā)人員整合，只有通過項(xiàng)目資金來給它整合才有可能實(shí)現(xiàn)。

    張霞昌 印刷電子產(chǎn)業(yè)（常州）研究院院長

    “紙電池”是未來型電池，是展示印刷電子產(chǎn)品功能的重要組成部分。“紙電池”是采用全程印刷方式制成的，屬于印刷電子范疇。

    “紙電池”的出現(xiàn)改變了人們對(duì)一次性電池固有的觀念，為印刷電子產(chǎn)品走向市場提供了前體。它的應(yīng)用范圍及其廣闊，主要分為三大類：智能包裝，智能標(biāo)簽和新穎化妝品面膜和醫(yī)療貼膜等。智能包裝是賦予包裝更多的功能如防偽功能，信息記錄與展示功能等；智能標(biāo)簽主要用于物聯(lián)網(wǎng)的管理如資產(chǎn)管理的電子射頻標(biāo)簽和冷鏈物流管理的溫度電子射頻標(biāo)簽（血漿、抗體藥物、生長激素和其他藥品、食品、蔬菜、水果等）等；新穎化妝品面膜和醫(yī)療貼膜主要是開拓了健康與保健的家庭化。

    鄭立榮 復(fù)旦大學(xué)信息學(xué)院院長 教授

    我們要大跨度走，我們的思想或者我們的計(jì)劃比國外晚兩年，從國際上公布的技術(shù)來看，我覺得我們還是落后的?，F(xiàn)在歐美對(duì)從事微電子的各行業(yè)投入越來越少，但是我們還不能丟掉，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在很多印刷電子的東西都沒有成為產(chǎn)品。

    危巖 美國紐約市立大學(xué)教授，北京印刷學(xué)院印刷與包裝工程學(xué)院榮譽(yù)院長

    現(xiàn)在講的光伏、光電材料非常重要，有前瞻性，電子、生物、生物電子或者電子生物都可印刷。我們的支架材料就是三維打印出來的支架材料，里面有導(dǎo)電高分子，把石墨烯碳管都可以放進(jìn)去，在修復(fù)過程中你通個(gè)電，細(xì)胞生長跟骨成型，比沒有刺激要快多了。在羊身上把它骨頭鋸掉兩厘米，把支架裝進(jìn)去，羊44個(gè)星期之后完全痊愈。這件事情創(chuàng)造了一個(gè)新名詞，就是電子生物打印。電子生物印刷，二維三維都有了，這個(gè)是全新的概念，世界上還沒有的，這就是我們的前瞻性，因此我們占據(jù)了世界領(lǐng)先地位。前瞻性使我們和劍橋一直在合作，要做盲人顯示器，做盲人顯示器屏幕。

    郭太良 福州大學(xué) 教授

    實(shí)際上，顯示領(lǐng)域在“九五”期間就對(duì)印刷電子做了布局，原來的PDP，除了氧化鎂那一層膜要真鍍，現(xiàn)在就是用印刷電子做，產(chǎn)值是幾十億美元。

    另外，福州大學(xué)也啟動(dòng)了3D打印的重大專項(xiàng)，在信息領(lǐng)域里面3D打印是大有作為的。

    楊至灝 浙江光達(dá)電子科技有限公司副總經(jīng)理

    我個(gè)人認(rèn)為印刷電子就是電子制造技術(shù)，它的重要性是不亞于晶體管的發(fā)現(xiàn)，集成電路的發(fā)現(xiàn)，這是第三次。印刷電子的關(guān)鍵詞不在于印刷，關(guān)鍵詞在于賦予電子器件一個(gè)新的功能新的應(yīng)用。

    在國外，包括日本、韓國、美國，促使它發(fā)展起來是企業(yè)行為，是企業(yè)先看到的這個(gè)需求，是企業(yè)需要。在國內(nèi)，我們國內(nèi)大企業(yè)包括上市公司，做有前瞻性、和國際接軌的事情是很少的，在這一點(diǎn)上，國家更需要在政府層面花更大力度去推進(jìn)。#p#分頁標(biāo)題#e#

    總體來講，我們的個(gè)別技術(shù)可以在近期有突破，如果能夠集中力量做幾件事情，將更加有效。

    張興業(yè) 中國科學(xué)院化學(xué)所副研究員

    我們國家處于印刷電子發(fā)展初期，只能走循序漸進(jìn)、夯實(shí)技術(shù)的思路，一蹴而就、一步到位領(lǐng)先世界的發(fā)展模式和思路是不太符合技術(shù)發(fā)展自然規(guī)律的。

    我相繼參加過韓國國際柔性與印刷電子展、日本印刷電子展和美國印刷電子展，我注意到他們都做了詳細(xì)的布局和規(guī)劃。拿韓國舉例，我認(rèn)為韓國電子工業(yè)的崛起跟他們的細(xì)致規(guī)劃是密不可分的。在規(guī)劃過程中，相關(guān)的材料協(xié)會(huì)對(duì)規(guī)劃給予了極大的幫助，我了解到他們的材料部分是由韓國材料協(xié)會(huì)輔助規(guī)劃的，希望這點(diǎn)能為下一步國家規(guī)劃印刷電子材料及應(yīng)用布局提供參考。

    裴為華 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員

    電子印刷都是朝著如何取代硅取代傳統(tǒng)的電子器件發(fā)展的，建議在安排這些項(xiàng)目的時(shí)候，要吸納一些作應(yīng)用研究的，不一定做材料和做設(shè)備的人，印刷電子研究方向是設(shè)備、材料、集成，加一個(gè)應(yīng)用研究，可能要更完善一點(diǎn)。

    郭霞 北京工業(yè)大學(xué)教授

    我認(rèn)為，電子器件更多講究材料遷移率問題，光波波長是在可見光等光域范圍內(nèi)，有時(shí)候往往把光電子和微電子的性質(zhì)對(duì)立起來，能不能形成印刷電子學(xué)或者印刷光電子學(xué)，現(xiàn)在顯示是印刷光電子學(xué)，有人做薄膜太陽能電池，用新型的薄膜太陽能電池，把它用印刷方式制作，可在整個(gè)平面上對(duì)所有的光譜來進(jìn)行光的吸收，這樣的效率可能會(huì)更高一點(diǎn)。如果是印刷的光電子學(xué)，在一些應(yīng)用方面和概念上，將提出新的概念。

    “西苑沙龍”是科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心為了推動(dòng)國家科技計(jì)劃相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展戰(zhàn)略研究，舉辦的以西苑飯店為場地的系列科技發(fā)展戰(zhàn)略和學(xué)術(shù)研討沙龍活動(dòng)。沙龍重點(diǎn)圍繞高技術(shù)、基礎(chǔ)研究及其學(xué)科交叉領(lǐng)域的發(fā)展前沿與趨勢(shì)、重大應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求方面的重大問題，探討科技前沿、討論最新突破性進(jìn)展，展望未來發(fā)展趨勢(shì)。沙龍鼓勵(lì)與會(huì)者本著“客觀、求實(shí)、融合、創(chuàng)新”的原則，以客觀求實(shí)的態(tài)度，發(fā)表自己的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)；鼓勵(lì)和引導(dǎo)多學(xué)科交叉融合，激勵(lì)創(chuàng)新思想。