柔性电子 一文搞清楚中国柔性电子与国外的差距

栏目:教育 2021-11-27 07:39:00
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国外现状

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欧美发达国家对柔性电子的研究起步较早,有计划地培养了一批相关领域的创新人才。早在2007年,欧盟就通过第七个框架计划中的PolyApply和SHIFT计划,投入了数十亿欧元的研发资金,重点支持柔性显示、光伏、传感和可穿戴设备的研究。

英国

在英国的“投石机”计划和建设英国的未来计划中,柔性电子被视为先进制造业的关键领域。

德国

德国已投资数十亿欧元建设大规模柔性显示生产线。

法国

法国国立圣艾蒂安矿业技术大学普罗旺斯微电子中心成立了柔性电子系,研究兴趣包括柔性和可拉伸的微型电池、柔性射频标签、电子皮肤、人造视网膜、有机晶体管和可穿戴设备。

单位美国

2012年,美国《总统报告》将柔性电子制造视为先进制造11个优先发展的前沿领域;同年,NASA制定了柔性电子战略,并于2014年成立了柔性混合电子器件制造创新中心。

亚洲地区

日本

日本TRADIM计划成立先进印刷电子技术研发联盟,重点发展印刷和柔性电子材料及技术关键技术。

印度

IT产业高度发达的印度也非常重视柔性电子研究,印度政府依托印度理工学院和印度科学院成立了国家柔性电子中心。

泰国

近年来,泰国还成立了国家印刷电子创新中心。

从工业应用出发

在柔性显示和照明领域,英国伦敦帝国理工学院高分子半导体之父姜懿翔·布拉德利爵士成立了塑料电子中心,对有机半导体光电材料及其光电性能进行研究,涉及有机/高分子发光二极管、自柔性信息显示和照明等工艺开发。;荷兰Horst中心和美国Flawn have研究所在柔性信息显示工艺,特别是制备大面积柔性有机发光二极管器件的“卷对卷”工艺方面做出了突出贡献;亚利桑那州立大学成立了柔性电子与显示中心,专注于全彩色有机发光二极管显示、电子纸和X射线探测器,并实现了小面积柔性显示原型器件的中试生产。

在化学和生物传感器及可穿戴设备领域,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专家,在仿生电子器件和可穿戴生物医学电子器件的设计和制造方面走在世界前列;英国苏塞克斯大学传感技术研究中心拥有可穿戴/可植入技术和柔性/可拉伸电子实验室;美国斯坦福大学化学工程学院院长鲍振安院士在柔性薄显示用全塑料晶体管的新型高性能有机和高分子半导体材料,特别是在人工电子皮肤领域做出了突出贡献;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学和柔性传感领域做出了重要贡献。苹果、波音、哈佛大学等美国机构联手柔性混合动力制造创新研究院,共同研发柔性可穿戴传感器。

在柔性光伏领域,韩国首尔国立大学电子与计算机工程系设有柔性电子与能源中心;光州科技学院建立了以先进光电子器件系统、多功能纳米光电子和下一代光学医疗系统为重点的柔性光电子实验室;柔性集成技术是柔性电子实现产业化的关键,目前主要由三星和LG垄断。

国内现状

科学研究

中国在柔性电子技术领域做出了巨大努力。

国家自然科学基金设立了柔性电子技术重大国际合作项目和一系列共性项目,如柔性制造的人机技能共享与相互协作方法与技术、柔性与可穿戴材料化学、个性化定制与柔性制造智能技术、有机/柔性光电子器件与集成、柔性光电子技术与器件等。;

国家“973”计划支持高效有机/聚合物太阳能电池材料及器件、可印刷塑料电子材料及其大面积柔性器件基础研究、可扩展柔性无机光子/电子集成器件基础研究;

国家“863”计划还设立了“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”重大项目中的“新感知与智能芯片”方向,要求开发功能类似、性能优于生物体的柔性感知系统。

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的基础。

在化学生物传感器和可穿戴器件领域,西北工业大学柔性电子研究所、南京工业大学先进材料研究所、南京邮电大学在黄伟院士的带领下,在高性能有机光电材料和器件的研制、大批量制备有机半导体薄膜的体系、新型高灵敏度柔性健康传感器的研制等方面取得了重大进展。

清华大学航空航天空学院、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、医疗保健等领域取得了一系列重要突破,特别是在生物传感器研究方面。开发了一种类似皮肤的柔性电子生物传感器,实现了医疗级血糖监测精度;通过将力学理论与信息、材料、化学等学科交叉,研制出一种可在体温驱动下自动爬上周围神经束的三维螺旋缠绕电极,为周围神经调控技术的临床应用提供了全新的思路。结果发表在固体力学的顶级期刊上。

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技术探索上取得突破,开发了柔性电子制造一步延伸技术,找到了通用的柔性电子快速制造方法,为可穿戴医疗和个性化电子健康产品的快速制造提供了全新的技术和工具,具有非常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忠林院士以柔性电子为基础,借助新型柔性材料或结构设计,开发了一种用于能量收集、存储等多功能耦合的可穿戴设备。

浙江清华柔性电子技术研究院成立于2017年底,在柔性材料、柔性传感、柔性显示、柔性光学测量等方向进行了研究,在柔性传感生物信号与检测方面取得了国际领先的研究成果。

行业方面

在柔性显示照明领域,BOE作为自主掌握柔性显示技术的国内企业,在国际上首次设计出向外折叠的AMOLED产品独特的多片结构,实现了20万个曲率半径为5毫米的弯折,并获得2019年北京市科技进步奖特别奖。

目前,BOE已在多个地方布局了柔性AMOLED生产线。绵阳第六代柔性AMOLED生产线于2019年7月开始量产,第三条第六代AMOLED生产线将在重庆建成。广东聚华印刷显示技术有限公司在柔性显示领域始终走在世界前列,是行业内唯一一家专注于印刷显示技术基础、关键技术开发和产业应用的“国家印刷柔性显示创新中心”。广东巨化研发的印刷展示机已在美国拉斯维加斯CES展展出多年。

台湾省产业技术研究院成立柔性电子量产开发实验室,在卷对卷加工技术、有机发光二极管照明技术、柔性触控面板模组等方面开展工艺开发。

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