中国柔性电子与国外的差距

发布单位:博仑特科技集团 发布人:管理员 发布时间:2021/5/19 14:48:34 关注度:1954

 国外现状 

欧美地区 

欧美发达国家对柔性电子领域的研究启动较早,并有计划地培养了一批相关领域的创新人才。早在2007年,欧盟通过第七框架计划中的PolyApply和SHIFT计划,投入了数十亿欧元的研发经费,重点支持柔性显示、光伏、传感和可穿戴器件等方面的研究。

英国

英国的“抛石机”计划、建设英国的未来计划则均将柔性电子作为先进制造业的重点领域。

德国

德国更是投资数十亿欧元,建立柔性显示大规模生产线。

法国

法国国立圣埃蒂安高等矿业大学的普罗旺斯微电子中心专设了柔性电子系,研究方向涉及柔性可拉伸微电池、柔性射频标签、电子皮肤、人工视网膜、有机晶体管和可穿戴器件等。

美国

2012年,美国《总统报告》中将柔性电子制造作为先进制造11个优先发展的尖端领域;同年,NASA制定柔性电子战略,2014年成立柔性混合电子器件制造创新中心。

 亚洲地区 

日本

日本的TRADIM计划成立了先进印刷电子技术研发联盟,重点发展印刷与柔性电子材料与工艺关键技术。

印度

IT业高度发达的印度也对柔性电子研究非常重视,印度政府依托印度理工学院和印度科学院设立国家柔性电子中心。

泰国

近年来,泰国也成立了国家级的印刷电子创新中心(TOPIC)等。

 从产业应用出发 

柔性显示与照明领域,以英国帝国理工学院聚合物半导体之父Donal Bradley爵士为代表,专门设立了塑料电子中心,针对有机半导体光电材料及其光电性质开展研究,涉及有机/聚合物发光二极管(OLED、PLED)的工艺开发、自柔性信息显示与照明等领域;荷兰霍斯特中心和德国弗劳恩霍夫研究所在柔性信息显示工艺,尤其是“卷对卷”工艺制备大面积柔性OLED器件中做出了突出贡献;美国亚利桑那州立大学设立柔性电子与显示中心,重点围绕全彩OLED显示、电子纸和X射线检测器开展研究,已实现了小面积柔性显示原型器件的中试量产。


化学与生物传感器及可穿戴设备等领域,美国西北大学生物集成电子中心主任John A.Rogers院士是国际知名的柔性电子学专家,在仿生电子器件的设计与制造、可穿戴生物医学电子器件等研究领域走在世界最前沿;英国苏塞克斯大学传感技术研究中心则设有可穿戴/植入技术和柔性/可拉伸电子实验室;美国斯坦福大学化学工程学院院长鲍哲南院士在柔性薄型显示器的全塑晶体管的新型高性能有机、高分子半导体材料方面做出突出贡献,尤其在人工电子皮肤领域;美国的伊利诺伊大学香槟分校、斯坦福大学、加州大学伯克利分校和圣地亚哥分校在柔性生物电子和柔性传感领域有着重要贡献;美国苹果公司、波音公司、哈佛大学等机构联合柔性混合电于制造创新研究所,共同致力于开发柔性可穿戴式传感器。

柔性光伏领域,韩国首尔国立大学的电子与计算机工程系下设柔性电子与能源中心;光州科学技术学院成立了柔性光电子实验室聚焦先进光电子器件系统、多功能纳米光电电子学和下一代光学医疗体系;柔性集成技术是柔性电子实现产业化的关键,而这类技术主要垄断在韩国三星公司和LG公司手中。

国内现状

 科学研究 

我国在柔性电子技术领域已做出颇多努力。

国家自然科学基金委针对柔性电子技术专门设立了重大国际合作项目和系列面上项目,比如,面向柔性制造的人-机技能共享与互助协作方法与技术,柔性与可穿戴材料化学,个性定制与柔性制造智能化技术,有机/柔性光电子器件与集成,柔性光电子技术及器件等;

国家“973”计划则支持了高效有机/聚合物太阳电池材料与器件研究、可印刷塑料电子材料及其大面积柔性器件相关基础研究、可延展柔性无机光子/电子集成器件的基础研究等项目;

国家“863”计划也设立了“柔性显示关键材料与器件技术”专项;国家重点研发计划设立了12个与柔性电子技术相关的项目;

“新一代人工智能”重大专项中的“新型感知和智能芯片”方向,则要求开发功能类似生物、性能超越生物的柔性感知系统等。

各高校、企业和地方政府也积极支持柔性电子技术的研究,为我国柔性电子技术的发展奠定了坚实基础。

在化学与生物传感器及可穿戴设备领域,西北工业大学柔性电子研究院、南京工业大学先进材料研究院和南京邮电大学在黄维院士的带领下,在高性能有机光电材料及器件、大批量制备有机半导体薄膜系统开发,以及新型高灵敏柔性健康传感器的研制方面取得了长足的进展。

清华大学航天航空学院、柔性电子技术研究中心冯雪教授课题组,在柔性显示、柔性传感、柔性固体器件与健康医疗等方向取得了一系列重要突破,特别是在生物传感器的研究中,研发了类皮肤柔性电子生物传感器,实现了医疗级的血糖监测精度;通过将力学理论与信息、材料、化学等学科交叉,发展了一种能够在体温驱动下自动攀爬至外周神经束上的三维螺旋形缠绕电极,为外周神经调控技术在临床上的应用提供了崭新的思路,成果发表在固体力学顶级期刊。

清华大学医学院生物医学工程系联合中国科学院理化技术研究所,在柔性电子快速制备工艺探索上取得突破,研发了适用于广泛基底的柔性电子制造一步法转印技术,又找到了一种普适性柔性电子快速制造方法,为可穿戴式医疗及个性化电子健康产品的快速制造,提供了崭新的技术和工具,具有十分重要的科学意义和应用价值。中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士,以柔性电子为基础,借助新型柔性材料或结构设计,开发了针对能源收集、存储等多功能耦合的可穿戴设备。

成立于2017年底的浙江清华柔性电子技术研究院在柔性材料器件、柔性传感、柔性显示、柔性光学测量等各个方向均有所研究,且在柔性传感生物信号及检测方面已取得国际领先的研究成果。

 产业方面 

在柔性显示照明领域,国内自主掌握了柔性显示技术,首次设计出全球独有的针对外折的AMOLED产品多膜层结构,实现了曲率半径5mm条件下20万次弯折,获2019年度北京市科学技术进步奖特等奖。

目前,国内已在多地布局柔性AMOLED生产线,绵阳6代柔性AMOLED生产线于2019年7月开始量产,还将在重庆建设第三条第6代AMOLED生产线。广东公司在柔性显示领域一直走在国际前列,聚焦印刷显示工艺的基础、关键技术开发和工业化应用,其所研制的印刷显示机,连续多年在全球性消费电子展盛会—美国拉斯维加斯CES展会上展出。

台湾工业技术研究院设立柔性电子量产开发实验室在卷对卷加工工艺和OLED照明技术、柔性触摸板模组等方面开展工艺开发。

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