設想一下，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用目前幾近走進現(xiàn)實，而且它們都與印刷電子技術息息相關。

    印刷電子技術非常新、非常熱——與其有關的論文2005年后才開始出現(xiàn)，并在過去幾年內迅速增加，國際有機與印刷電子協(xié)會組織還在去年發(fā)布了最新版“路線圖”。印刷電子技術預示著變革性發(fā)展，包括傳統(tǒng)印刷、印制電路版、光伏、顯示、物聯(lián)網(wǎng)在內的相關產(chǎn)業(yè)，將隨著此技術的開發(fā)駛入轉型升級的快車道。

    前不久，國內相關領域的頂尖專家齊聚“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。

    印刷與電子的結合？

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

    “印刷電子可以簡單理解為印刷與電子的結合。”中科院蘇州納米所專家介紹，將印刷方法成功應用于電子制造涉及5個主要技術領域：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)設計，其中可印刷電子材料是整個印刷電子技術賴以存在的基礎。

    由于低能耗、低材料消耗、無腐蝕工藝，印刷制造技術的特征就是綠色環(huán)保。與硅基微電子器件不同的是，印刷加工的電子學器件與基底材料無關，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，因為所需要的設備與傳統(tǒng)印刷設備基本相同，大大低于硅基微電子器件加工所需要的設備，另外，與傳統(tǒng)印刷有相同特征的是，印刷電子制造可以實現(xiàn)大面積批量化制造，尤其是卷對卷連續(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、透明手機與電視、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、全印刷的電子標簽、谷歌眼鏡與智能手表等，這些都表明新一代柔性化與個性化電子時代已經(jīng)到來。在國外的一些電子行業(yè)領域，印刷也已經(jīng)部分取代或全部取代這些行業(yè)領域中傳統(tǒng)需要光刻與刻蝕制造的加工技術。但印刷電子技術與傳統(tǒng)制造技術不是互相取代，而是互相補充。

    世界產(chǎn)業(yè)的焦點

    “國外最近幾年在印刷電子領域呈爆發(fā)增長之勢，在去年11月召開的Printed Electronics USA會議上有2200多人出席會議，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)展趨勢與市場潛力。”有關專家說。但將印刷作為一種電子制造技術只是在最近10年中開始受到關注并蓬勃發(fā)展。

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

    無機納米材料的另一個優(yōu)點是環(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構。納米材料本身的性質賦予了這些結構以電荷傳輸、光電轉換，傳感、發(fā)光與顯示等特性，從而形成各種新型半導體器件、光電與光伏器件、顯示器件與傳感器件，大大增強了印刷制備電子器件的實用性，拉近了印刷電子與市場的距離。

    國外對有機、柔性與印刷電子技術的發(fā)展一直非常關注，主要工業(yè)發(fā)達國家在政府層面已經(jīng)推行了多項研究計劃，包括建立國家層面的研發(fā)中心。

柔性電子紙

 透明手機

全印刷射頻電子標簽

    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國家印刷電子發(fā)展計劃，相繼建立6個與印刷電子塑料電子相關的研究中心與多家企業(yè)；德國涉及有機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)成立有機電子協(xié)會；日本在2011年成立先進印刷電子技術研發(fā)聯(lián)盟，以印刷與薄膜技術企業(yè)主導印刷電子產(chǎn)業(yè)。

    尤其值得一提的是韓國。韓國知識經(jīng)濟部于2011年提出了一個發(fā)展印刷電子技術的6年計劃，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。韓國政府認為，在過去的20年中已經(jīng)在移動通信與平板顯示領域取得了世界矚目的成績，平板顯示全球老大，移動通信全球第二。他們看到印刷電子是一個新的機會，可能會帶動一大批新的產(chǎn)業(yè)，因此政府出面主導大力推動。同時，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)都對印刷電子極為關注，都已有內部研究計劃。去年由韓國主辦的國際柔性與印刷電子大會（ICFPE），會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)新機遇

    “在無機納米材料應用于印刷電子技術與產(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，有關專家認為是因為國外也是在近幾年才開始這方面的研究，產(chǎn)業(yè)化也剛剛開始，“應該說，中國抓住了這一機遇。”

    實際上，中國工業(yè)界從2009年以來已經(jīng)開始關注印刷電子。中國印制電路行業(yè)協(xié)會（cpca）于2009年11月成立了印制電子分會。2010年4月，國內柔性電路版企業(yè)安捷利公司與復旦大學成立了“復旦—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電墨水。上海銳比利機電公司于2010年完成了第一代印刷電路板字符噴印機。

    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研究中心，這是國內第一個完全致力于印刷電子科研開發(fā)的團隊。自2010年以來，印刷電子開始在中國成為一個迅速發(fā)展的新興技術領域。自中科院蘇州納米所的印刷電子中心之后，北京印刷學院、天津大學、華中科技大學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)務的公司也相繼成立。一些基于印刷電子技術的產(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標簽與地鐵票，蘇州納格開發(fā)的用于觸摸屏的柔性透明導電膜，昆山恩福賽的印刷紙電池等。2011年10月，由北京印刷學院、中科院蘇州納米所與中科院化學所等單位發(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，該研討會至今已連續(xù)舉辦4屆，參加人數(shù)逐年增加。首屆研討會只有20余人到會，2013年舉辦的第4屆研討會上參會人數(shù)已達150余人。2012年5月，中國應邀出席首屆國際印刷電子標準工作委員會。中國還爭取到了2014年國際柔性與印刷電子大會（ICFPE）的主辦權，說明中國印刷電子的發(fā)展已受到全球的關注，我國正面臨前所未有的極好機遇，發(fā)展印刷電子技術應成為在今后5—10年科技規(guī)劃布局的重要方向與重要領域之一。

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

    ■專家視點

    陳弘達 中國科學院半導體研究所副所長 研究員

    自2013年以來多家國外印刷電子材料與設備制造商已開始頻繁訪問中國，尋求打入中國市場的機會。中國在印刷電子新材料及應用技術研發(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發(fā)展這一新興產(chǎn)業(yè)給予足夠重視。由于國家政策導向的缺失，造成國內參與印刷電子技術研究開發(fā)的力量薄弱。相關產(chǎn)業(yè)的關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用技術領域與國外的差距還不大。中國大力發(fā)展印刷電子技術與產(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大領域優(yōu)先發(fā)展印刷電子技術。重點發(fā)展可印刷導電、光伏與發(fā)光材料，同時注重開發(fā)相關印刷電子設備。在研發(fā)項目的部署方面，重視與下游終端企業(yè)的結合，通過一些示范應用，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。在政府應發(fā)揮的作用方面，建議通過政府資金帶動企業(yè)投入與地方投入。強調政策引導作用，特別是在推行綠色生產(chǎn)方式方面，通過政策激勵，使企業(yè)產(chǎn)生轉型升級的動力。爭取通過國家下一個5年計劃的實施，使印刷電子產(chǎn)業(yè)成為國家的一個新興產(chǎn)業(yè)。

    彭俊彪 華南理工大學材料學院院長 教授

    預計印刷顯示產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占整個顯示產(chǎn)業(yè)的約40%，即2020年產(chǎn)值達到500億美元，2025年達到700億美元，是一次產(chǎn)業(yè)技術的革命。在國際上印刷顯示處于剛剛興起的階段，我國基礎與國際水平相差不多，我們完全有機會在該領域爭取自己的技術和產(chǎn)業(yè)空間，實現(xiàn)趕超的目標。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、提高顯示品質等方面具有優(yōu)勢的前提下，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，面臨幾個重大難題和挑戰(zhàn)，第一，材料來源，第二，柔性電路集成度，第三，器件功能化。

    印刷電子的基礎導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。國內外學界和產(chǎn)業(yè)界在尋求ITO替代性導電材料做了大量研究工作，其中，納米銀和石墨烯在透明導電電極方面的研究與應用取得積極進展。

    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系，這個是需要明確。當然之所以講到國家的投入也是考慮到一個問題，印刷電子是一個交叉的行業(yè)，多技術交叉的行業(yè)，是一個新興產(chǎn)業(yè)，如何把這些企業(yè)、院校和研發(fā)人員整合，只有通過項目資金來給它整合才有可能實現(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。它的應用范圍及其廣闊，主要分為三大類：智能包裝，智能標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)管理的電子射頻標簽和冷鏈物流管理的溫度電子射頻標簽（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 復旦大學信息學院院長 教授

    我們要大跨度走，我們的思想或者我們的計劃比國外晚兩年，從國際上公布的技術來看，我覺得我們還是落后的?，F(xiàn)在歐美對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，因為我們現(xiàn)在很多印刷電子的東西都沒有成為產(chǎn)品。

    危巖 美國紐約市立大學教授，北京印刷學院印刷與包裝工程學院榮譽院長

    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，里面有導電高分子，把石墨烯碳管都可以放進去，在修復過程中你通個電，細胞生長跟骨成型，比沒有刺激要快多了。在羊身上把它骨頭鋸掉兩厘米，把支架裝進去，羊44個星期之后完全痊愈。這件事情創(chuàng)造了一個新名詞，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 教授

    實際上，顯示領域在“九五”期間就對印刷電子做了布局，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，福州大學也啟動了3D打印的重大專項，在信息領域里面3D打印是大有作為的。

    楊至灝 浙江光達電子科技有限公司副總經(jīng)理

    我個人認為印刷電子就是電子制造技術，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。印刷電子的關鍵詞不在于印刷，關鍵詞在于賦予電子器件一個新的功能新的應用。

    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)先看到的這個需求，是企業(yè)需要。在國內，我們國內大企業(yè)包括上市公司，做有前瞻性、和國際接軌的事情是很少的，在這一點上，國家更需要在政府層面花更大力度去推進。#p#分頁標題#e#

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

    張興業(yè) 中國科學院化學所副研究員

    我們國家處于印刷電子發(fā)展初期，只能走循序漸進、夯實技術的思路，一蹴而就、一步到位領先世界的發(fā)展模式和思路是不太符合技術發(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的布局和規(guī)劃。拿韓國舉例，我認為韓國電子工業(yè)的崛起跟他們的細致規(guī)劃是密不可分的。在規(guī)劃過程中，相關的材料協(xié)會對規(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)會輔助規(guī)劃的，希望這點能為下一步國家規(guī)劃印刷電子材料及應用布局提供參考。

    裴為華 中國科學院半導體研究所研究員

    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，建議在安排這些項目的時候，要吸納一些作應用研究的，不一定做材料和做設備的人，印刷電子研究方向是設備、材料、集成，加一個應用研究，可能要更完善一點。

    郭霞 北京工業(yè)大學教授

    我認為，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，有時候往往把光電子和微電子的性質對立起來，能不能形成印刷電子學或者印刷光電子學，現(xiàn)在顯示是印刷光電子學，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，可在整個平面上對所有的光譜來進行光的吸收，這樣的效率可能會更高一點。如果是印刷的光電子學，在一些應用方面和概念上，將提出新的概念。

    “西苑沙龍”是科技部高技術研究發(fā)展中心為了推動國家科技計劃相關領域發(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)略和學術研討沙龍活動。沙龍重點圍繞高技術、基礎研究及其學科交叉領域的發(fā)展前沿與趨勢、重大應用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求方面的重大問題，探討科技前沿、討論最新突破性進展，展望未來發(fā)展趨勢。沙龍鼓勵與會者本著“客觀、求實、融合、創(chuàng)新”的原則，以客觀求實的態(tài)度，發(fā)表自己的學術觀點；鼓勵和引導多學科交叉融合，激勵創(chuàng)新思想。