简介
根据Zion Research调查显示，“2015年，挠性电子产品市值51.3亿美元，预计到2021年营收将达到165亿美元，2016~2021年间其CAGR（复合年均增长率）将达到21%以上。”大多数分析师认为，该市场的关键因素包括挠性显示器、传感器、电池和存储器。
图1：2015~2021年间全球挠性电子产品市场收益
市场调查公司Gartner Group表示，挠性电子产品材料在过去五年间进展迅速，这是因为先进的制造技术使期望值不断提高。IoT的发展有助于创造更多新机遇。小型挠性电源和传感器带动了电子设备的尺寸外形趋于紧凑和独特。健康和健身应用以及OLED市场是挠性设备和显示器的发展潜力所在。汽车、消费类电子产品、医疗保健和工业板块的应用在这方面同样也极具潜力。
随着挠性基板和元件在消费电子中变得越来越普遍，挠性显示器技术的成熟程度终于能够满足市场需求了。IHS在2016年评估认为，挠性显示器市场的CAGR在未来几年中将保持在平均27%的水平。2001年，FlexTech（那时是美国显示器联盟，现在是SEMI战略联盟伙伴）及其成员和伙伴意识到挠性是显示器和元件的下一个重要拐点之一，而成功的关键在于各行业板块之间需要密切合作。
为解决这一需求，挠性显示器会议应运而生，与会者达到80人，而今年这一会议将继续如期举行，2017 FLEX的会议主题是“向制造加速”，预计会有超过600人出席该会议。在稳定和刚性基板上开发的电子学中增加灵活性方面的挑战是相当大的，这些属性也将其限制在静态和盒状包装上。
FlexTech的核心重点将继续放在挠性显示器和许多其他挠性装置电子元件的商业化方面。在即将到来的2017 FLEX会议上，行业各方将携手促进挠性电子产品的发展。展会将于6月19~22期间在加利福尼亚州蒙特利市的Hyatt Regency Hotel and Spa举办。
图2：挠性显示器市场的前景展望
什么是挠性、混合电子产品？
根据FlexTech的挠性混合电子产品信息中心的解释，挠性电子产品指的是安装在可变形或可拉伸基板上的电子设备，通常是塑料制品，也可以是金属箔、纸制品或挠性玻璃。它们促成了新的电子产品类型的产生——一种可以适应任何形状并且可以弯折、可以扭曲和/或可以拉伸的新类型。利用这种可以适应有机形态的能力，电子产品可以整合到更加有用、更加适合的消费及工业产品、性能和特征当中。结合迅猛发展的数据分析和人工智能，它们可以使数字智能的发展更上一层楼。
“混合”一词指的是使用了打印元件和以CMOS为基础的高级元件的设计，这类设计使得系统能够处理数据、激活指令，同时还保证了设备所用的元件成本最合适。生产工艺则从纸品印刷业借鉴了传统的处理和印刷技术：使用为办公用打印机设计的喷头来喷墨、涂料行业所使用的化学配方、IC制造业的微型和纳米级别光刻技术、以及连续工艺中选择和放置模具。
Brian Shieh是Applied Materials公司旗下Display Business Group的企业副总裁和总经理。他表示，“在下一代智能手机、平板电脑/平板手机和其他通讯设备中，挠性显示器的发展是备受期待的。”
像E Ink、Yole Développement、FlexEnable、Holst Center和SmartKem这样的公司在前景展望中备受关注，它们正在挠性电泳显示器和OLED方面不断取得新进展。比如说，E Ink在很多产品应用中使用了挠性双稳态低功耗电泳显示器（EPD），其中包括：
- 在标识应用中使用了塑料制的32英寸EPD
- Sony手表在表面和表带上均使用了塑料制薄膜晶体管（TFT）EPD
- 24英寸墙面砖，通过挠性太阳能电池供电，没有连接其他电源
- 挠性EPD制造的服装
- 一个可以展示生动的全彩图像的20英寸高级彩色电子纸（ACeP）显示器，其中含有一层无图案电子墨水层和一块TFT底板，不含有前照灯。
图3：制造在各种基板上的非常纤薄的挠性电池，其中包括挠性陶瓷、玻璃和金属箔
Markets and Markets最近得出的评估结果显示，“可穿戴技术市场在2022年有望实现516亿美元的收益，2016~2022年间的CAGR在15.51%。”如果这些设备的电源占到了总成本的10%，那么就意味着挠性电池和能量收集电子产品的市场高达50亿美元以上。这个市场是基于新型可穿戴技术、IOT和移动产品将继续使用电源这一事实。
FlexTech的R&D项目提出了电源新方案，旨在制造和增强供电元件的功能性、可打印性和挠性。ITN在全固态薄膜可充电锂电池上取得了进展。Custom Electronics开发并制造了一款非常纤薄的挠性电池。北卡罗来纳州立大学参与了能量收集技术的研究，韩国的ETRI将研究重点放在了超级电容器的研制上。
图4：随着市场吸引力的增强，挠性显示器技术在不断发展
挠性可拉伸电子产品
挠性可拉伸电子产品的制造以稳健工艺的成熟化为重心。很多公司研发出了一些新方法，例如Flex和Jabil、全球EMS供应商与NextFlex、美国挠性混合电子制造协会的合作。这些组织面对挑战解决了很多难题，比如进水问题、挠性问题、可拉伸性问题、互联难题，以及缺少可靠性测试的可接受标准的问题。纳米材料、低温焊接、可拉伸导体、可印刷电源以及防水涂层等新兴制造技术是投资的关键领域。
MedTech正在改变医学
MedTech是一个正在不断发展的市场，其无线传感器网络为远程医疗、自动诊断和后续治疗提供了新的机遇。新型IoT平台将传感器整合到了监控器上，并且可以在小巧灵活、便于携带的设备上控制最重要的人体参数，其中包括PARC和Molex等公司，前者为健康监测印制了混合传感器，后者为生物标记监测制造了传感器系统。
图5：印制存储器为IoT边缘提供了功能，其中包括资产标记和健康监测
尽管技术非常重要，但技术的引入和应用才是改变市场、创造需求的真正因素。在过去四年中，FlexTech的纳米生物制造联盟（NBMC）一直走在人类行为监测技术的最前沿。随着多个NBMC合作R&D项目的完成，一些应用已经被纳入考量阶段。
GE Global Research和来自其他几家公司的多元化团队以及一些学术机构正在合作研究人类行为监测的一个水合作用传感器补丁，该研究由FlexTech的NBMC出资支持。人类水合作用水平是评估身体状态的关键参数，在无创前提下对其进行远程监控是一项重要突破。来自西班牙Zaragoza公司的Libelium表示，
MedTech应用和产品取得的这些成就意味着对于20多亿没有医保的人来说，情况可以得到改善。
一流大学也在积极参与生物传感器的研制。从可穿戴生物识别监控器（宾汉顿大学）到体液中生物标记的光学检测（辛辛那提大学），这些应用不仅外形时尚、而且功能强大。
农业板块同样也将挠性传感器整合到了系统当中，以实现粮食产量的最大化，以及解决害虫防治问题和其他一些有关健康和安全的普遍问题。马萨诸塞州康科德市的The Experience Co-Creation Partnership公司以其“番茄网”（Internet of Tomato）项目而闻名，该公司为农业和食品挠性/混合传感器的发展归纳了10个出发点。
随着美国及其他国家面临着建筑、高速公路、桥梁和航道等基础设施的老化，资产监控成为了一个不断发展的领域。此外，可移动资产——从行李箱到飞机——在对其位置、情况、性能和其他因素的监控过程中能够获得很多好处。FHE能够通过震动、温度、变形情况及其他传感技术在资产监控中扮演重要角色。通过RFID、NFC、蓝牙或其他通信原型聚集的数据传输使“网络”真正运行了起来。American Semiconductor、Brewer Science和Thin Film Electronics这几家公司正在开展这项领域，并且将FHE技术和性能整合到了实际产品当中。
研究中心成果
作为一个行业联盟，FlexTech与全球其他同类型组织维持着良好关系。他们之间的交流对话有助于共享学习和全球性合作网络的发展，这是因为这些研究中心是行业、学校和政府之间合作的连接点。这些R&D组织包括：CEA-LITEN (法国)、 ETRI (韩国)、Flexible Electronics & Display Center (美国)、Fraunhofer Institute (德国)、Holst Center (荷兰)、National Research Council (加拿大)、PARC (美国)，以及VTT (芬兰)。 研究主题的范围从挠性基板新形式到TFT和OLED试产线再到印制健康监测传感器，所有这些都涵盖了进去。
图6：FlexTech的R&D项目正在研发挠性基板上关键元件的缩小和整合技术
供应链发展
挠性混合电路行业的深度不仅在于制造的先进性，还在于材料、设备和工艺供应商所取得的进展。尤其是生产制造、标准和可靠性、基板、导体、检测、封装和涂层、纳米颗粒墨水、直写和3D打印。涉及的知名公司有Molex、Panasonic、Eastman Chemical和Northrop Grumman，还有很多一流大学以及美国陆军和美国空军研究实验室。
该领域取得的进展包括：德国Fraunhofer Institute的超薄玻璃和可生物降解导体，PalPilot制得的直接金属化聚酰亚胺，以及Intrinsiq Materials在印刷纳米铜方面取得的进步。ENrG一直在研究类似挠性烧结陶瓷这样材质的基板，Panasonic在新型非硅质可拉伸热固性聚合物制成的电子材料上有了更深入的理解。Eastman Chemical在尝试用高级共聚物作为FHE的革新性基板和密封剂。Sartomer Americas继续对能量固化技术进行研究。
通过结构健康监测、智能传感网络和MedTech应用，挠性混合电子产品可以让我们的世界更加安全、更加智能、更加健康、更加简洁。
参加 2017 FLEX 会议可以了解更多有关FHE行业的新进展，面对面向文中提到的公司代表学习他们的方案。在2017FLEX.com网站可以看到整个会议的发言人和参展商名单，并可以提前了解你的社交机会。想要了解更多有关FlexTech的信息，请点击 http://www.flextech.org 。
Heidi Hoffman，SEMI 细分市场营销高级总监。
