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，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)網在內的相關產業(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大面積批量化制造，尤其是卷對卷連續(xù)生產制造，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到來。在國外的一些電子行業(yè)領域，印刷也已經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，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)主導印刷電子產業(yè)。

    尤其值得一提的是韓國。韓國知識經濟部于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品開始出現。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)與產業(yè)化方面已經落于日本、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方式方面，通過政策激勵，使企業(yè)產生轉型升級的動力。爭取通過國家下一個5年計劃的實施，使印刷電子產業(yè)成為國家的一個新興產業(yè)。

    彭俊彪 華南理工大學材料學院院長 教授

    預計印刷顯示產業(yè)產值占整個顯示產業(yè)的約40%，即2020年產值達到500億美元，2025年達到700億美元，是一次產業(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業(yè)空間，實現趕超的目標。另一方面，目前全球顯示產業(yè)規(guī)模增長開始遇到瓶頸，印刷顯示在顯著降低生產成本、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。

    張霞昌 印刷電子產業(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”的出現改變了人們對一次性電池固有的觀念，為印刷電子產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)網的管理如資產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，因為我們現在很多印刷電子的東西都沒有成為產品。

    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，現在就是用印刷電子做，產值是幾十億美元。

    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，集成電路的發(fā)現，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。