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(shù)，與傳統(tǒng)電子技術(shù)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(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等信息技術(shù)在全球范圍內(nèi)的全面普及，柔性電子行業(yè)呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭，在醫(yī)療、信息、能源、國防等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用需求。
柔性電子正在引領(lǐng)多個產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)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(chǎn)品化應(yīng)用，柔性電子技術(shù)逐漸被越來越多的人所知曉。這個賦予傳統(tǒng)剛性產(chǎn)品以柔性形態(tài)的黑科技，悄然改變著我們的生活。據(jù)國際權(quán)威機構(gòu)預(yù)測，預(yù)計到2028年，整體柔性電子產(chǎn)業(yè)規(guī)模為3010億美元，處于長期高速增長態(tài)勢。而作為柔性電子基礎(chǔ)部件的柔性線路板（FPC），正在越來越多的領(lǐng)域得以應(yīng)用。
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(jié)構(gòu)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(xù)航以及降低自重 等方面的明顯優(yōu)勢，F(xiàn)PC 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(diào)研顯示，國內(nèi)動力電池第一梯隊的寧德時代和比亞迪 已經(jīng)在 pack 環(huán)節(jié)批量化應(yīng)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(yè)也均開始應(yīng)用 FPC。目前 FPC 方案已經(jīng)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(yōu)勢進一步體現(xiàn)，應(yīng)用涵蓋車燈、顯示模組、BMS/VCU/MCU 三大動力控制系統(tǒng)、傳感器、高級輔助系統(tǒng)等相關(guān)場景。從下游主要應(yīng)用結(jié)構(gòu)來看，消費電子對FPC的需求穩(wěn)步提升。根據(jù) Prismark 數(shù)據(jù)，2019 年全球 FPC 產(chǎn)值主要集中于通訊電子和計算機領(lǐng)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(gòu)成了FPC產(chǎn)值規(guī)模的主要貢獻點。隨著折疊屏、虛擬按鍵、多攝像頭模組等應(yīng)用的出現(xiàn)，疊加上輕薄化設(shè)計訴求，目前，智能手機內(nèi)FPC的應(yīng)用空間進一步擴大，主要應(yīng)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(fēng)、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，F(xiàn)PC連接器在以智能手機為代表的電子設(shè)備迅速向小型化方向發(fā)展的背景下，已是目前消費類電子設(shè)備內(nèi)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(qū)動FPC天線滲透率提升。產(chǎn)品小型化及智能化的發(fā)展需求促使終端通信設(shè)備中的天線大多采用更為輕薄柔軟的FPC結(jié)構(gòu)，如蘋果公司從第一代iPhone開始就已使用FPC天線設(shè)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(yīng)降低。同時，由于多輸入多輸出(Multi-input Multi-output, MiMO）和陣列天線技術(shù)的成熟，內(nèi)置的主通信天線單元規(guī)模將從4G時代的2*2、4*4 變?yōu)?*8甚至16*16，即主道信天線數(shù)量將從2、4根變?yōu)?根甚至16根，推動單機天線數(shù)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(chǎn)品，正在引領(lǐng)健康醫(yī)療、信息科技等領(lǐng)域的創(chuàng)新變革。未來人工智能，包括元宇宙、物聯(lián)網(wǎng)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(shù)落地和產(chǎn)業(yè)開放。FPC具備的輕薄、柔軟、可彎曲等特征，完全符合醫(yī)療設(shè)備需要具有和人體相結(jié)合的特性，柔性電子的發(fā)展極大地啟發(fā)了健康科學(xué)，大量可穿戴 / 可植入設(shè)備圍繞人體研發(fā)的應(yīng)用層出不窮，極大地豐富了健康數(shù)據(jù)采集和疾病檢測的手段。
在信息技術(shù)方面，元宇宙已經(jīng)成為一個炙手可熱的概念，柔性傳感或?qū)⒆屧钪娓拍畹靡月涞亍Ｈ藗兛梢酝ㄟ^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(zhǔn)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(shù)應(yīng)用或為柔性電子帶來更大突破
柔性電子領(lǐng)域各級應(yīng)用正在迎來全面爆發(fā)，高度定制、快速交付、高質(zhì)量、低成本等要求越來越高，這對產(chǎn)品設(shè)計、工藝水平、制造能力乃至底層材料研發(fā)都提出了更高且迫切的需求。在大量新型應(yīng)用頻現(xiàn)以及時代背景下對生產(chǎn)制造的環(huán)保性要求之下，傳統(tǒng)電子制造技術(shù)已無法完全滿足，將前沿的增材制造技術(shù)應(yīng)用于電子制造成為發(fā)展趨勢，越來越多的廠商都開始進行電子增材制造技術(shù)的研究探索與應(yīng)用嘗試。
電子增材制造技術(shù)，即運用優(yōu)化的圖形印刷作為增材制造工藝，使功能性導(dǎo)電材料在襯底上一次成形，無需后續(xù)減材制程。相較于傳統(tǒng)的電子制造方法，電子電路以“減材”制造模式，工藝復(fù)雜且成本頗高，不僅耗時耗能，還會對環(huán)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(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本，具有輕量化、靈活化、綠色環(huán)保等天然優(yōu)勢。另外，電子增材制造技術(shù)可實現(xiàn)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(yīng)用需求。
在新應(yīng)用場景、成本、效率以及環(huán)保性等各方面需求的驅(qū)動下，很多材料領(lǐng)域或傳統(tǒng)印刷領(lǐng)域的企業(yè)開始進行使用導(dǎo)電材料進行電路印刷的探索，然而，這一技術(shù)并未很快得以應(yīng)用及廣泛推廣。
電子增材制造技術(shù)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(yè)缺乏工藝開發(fā)能力，而專注于工程化實現(xiàn)的企業(yè)大多不具備材料研究背景，少有企業(yè)能在底層材料研發(fā)以及后續(xù)制造工藝達成兩者兼?zhèn)洌@需要企業(yè)具備材料研發(fā)的基因以及足夠的耐心和投入。
整合材料與工藝，成為發(fā)展電子增材制造技術(shù)亟待解決的問題，也將為柔性電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來新的發(fā)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(dǎo)電金屬材料為核心的科技成果轉(zhuǎn)化公司，長期深耕于電子增材制造領(lǐng)域，實現(xiàn)了多種類型的增材制造方法在電子制造中的成功應(yīng)用，如絲印、轉(zhuǎn)印、直寫等。
精細(xì)圖案印刷：可實現(xiàn)多材質(zhì)、超薄、低耐溫性等基材表面上精細(xì)導(dǎo)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(xiàn)物體外表面電路的直接印制、復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)表面電路分解印制以及小曲率結(jié)構(gòu)表面電路的印制。
憑借著強大的材料研發(fā)實力以及多年實際應(yīng)用中工程化經(jīng)驗的積累，夢之墨已構(gòu)建獨具特色的多層級功能復(fù)合材料體系以及成熟的電子增材制造工藝體系，實現(xiàn)了底層材料配方與生產(chǎn)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(yīng)用需求。
除成熟的底層技術(shù)搭建外，目前夢之墨也已實現(xiàn)初步的產(chǎn)線建設(shè)，具備批量化生產(chǎn)能力，真正可實現(xiàn)從一站式交付的全流程服務(wù)，為多家企業(yè)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(chǎn)品的生產(chǎn)服務(wù)。
基于增材制造方法的電子制造技術(shù)突破傳統(tǒng)制造技術(shù)瓶頸，可滿足更多新型應(yīng)用需求。同時，生產(chǎn)制造工藝更為簡捷、耗材及能源消耗較少且過程綠色環(huán)保，帶來了生產(chǎn)效率大幅提升、前期投入及生產(chǎn)成本大幅縮減等顯著優(yōu)勢，也更加符合時代背景下制造業(yè)發(fā)展大趨勢。正是依托于該技術(shù)“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(fā)中心化、生產(chǎn)本地化”的服務(wù)模式，逐步實現(xiàn)全國到全球化的分布式部署，為客戶提供更區(qū)域化、更安全的生產(chǎn)保障。
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