芯耀
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可印刷和柔性電子產品正在成為物聯(lián)網領域眾多新興應用中的一員，隨著技術的進步，這些技術背后的市場也在隨之而變。
柔性傳感器可用于多種物聯(lián)網領域，譬如：農業(yè)、醫(yī)療保健、健康監(jiān)測等。某些類型的柔性設備對物聯(lián)網來說則至關重要，特別是在可穿戴式的產品上（如健身電子產品和智能手表）。
位于伯克利的傳感器公司 BeBop 就是一個例子，該公司用智能織物為 OEM 廠商開發(fā)柔性壓力傳感器。BeBop 的傳感器可以直接應用到自行車頭盔、汽車座椅、數(shù)據(jù)手套、鞋子、服裝和方向盤產品中。智能織物傳感器最初是有 BeBop 創(chuàng)始人 Keith McMillen 為一家樂器公司開發(fā)，可以將儀器與計算機和軟件相結合。
圖 1：模塊化數(shù)據(jù)手套。來源 BeBOP 公司
IDTechEx 預測，可印刷、柔性和有機電子產品的市場規(guī)模將從今年的 292.8 億美元增長到 2027 年的 743.3 億美元。其中大部分收入來自有機發(fā)光二極管（OLED）在顯示器、照明、電視等領域的應用。市場研究機構還表示，未來還將運用到可拉伸電子、邏輯電路、存儲器件和薄膜傳感器等新興領域。
圖 2：未來 10 年柔性電子的預測。資料來源：IDTechEx
IDTechEx 研究機構還預測，未來十年，可拉伸電子產品市場規(guī)模將會達到 6 億美元，在 2020 年，柔性電子產品的市場規(guī)模將達到 132.3 億美元。
加利福尼亞州舉辦的 2017 年 FLEX 大會上，F(xiàn)lex 的高級工程師 Anwar Mohammed 在加利福尼亞州舉辦的 2017 年 FLEX 大會上談及了柔性混合電子（混合印刷與基于 CMOS 的組件）、印刷導體和卷式可拉伸電路等主題。他表示：“如今的印刷存儲器、印刷晶體管、印刷壓力傳感器、印刷壓力傳感器都在創(chuàng)造很多美妙的事情?！?/p>
他還表示，可導電的紗線能織成衣服。不僅如此，柔性電子產品也可以加入抗菌技術，這種技術可以具有疏水性和疏油性。
這位高級工程師還呼吁制定柔性電子行業(yè)的發(fā)展標準。他說“這算是一個全新的領域，我希望能看到印刷電池的發(fā)展，并且可以直接打印到衣服上，從而變成智能服裝?！?/p>
NextFlex 技術總監(jiān) Jason Marsh 表示，他們的財團正在致力于在 FHE 中“降低風險”，并將學術界、企業(yè)、政府和非營利機構聚集在一起。NextFlex 最近正在進行大約 25 個項目，受到了 4000 萬美元的資金支持。該聯(lián)盟還與 IPC 協(xié)調，貿易協(xié)會 The consortium coordinates with IPC, the trade association that develops and maintains standards for electronic assemblies and packaging.
這位技術總監(jiān)還表示，NextFlex 正在與 SEMI 和納米生物制造聯(lián)合會進行柔性和印刷電池的研發(fā)。另一方面，該聯(lián)盟還在與美國織物研究中心和馬薩諸塞大學合作。
西門子公司的 Mentor 產品營銷經理 David Wiens 也討論了他的電子設計自動化公司是如何處理 FHE 設計的。Mentor 利用印刷電路板設計工具來設計柔性混合電子產品，采用“優(yōu)化從概念到制造設計流程”的方法，來進行 3D 設計和建模。
柔性混合電子產品就如同印刷電路板和 IC 封裝結合，Wiens 指出，20 世界 80 年代關于混合芯片和多芯片組件的經驗都與 FHE 相關，并且電子設計自動化也可以早日采用 FHE 技術。
健康領域
電子健康、遠程醫(yī)療和無線傳感器網絡是柔性傳感器的另一個發(fā)展機遇。
Libelium 的大客戶經理 David Bordonada 說：“全球有 20 億人沒從醫(yī)療保健系統(tǒng)受益”。David Bordonada 主要從事物聯(lián)網領域，他曾經將 Libelium 的 Waspmote 傳感器平臺推到了教育機構上。
遠程醫(yī)療是通過互聯(lián)網進行醫(yī)療診斷等行為，就可以讓擁有家庭醫(yī)療監(jiān)測的人省去了去醫(yī)院的煩惱。根據(jù)澳大利亞聯(lián)邦科學和工業(yè)研究組的數(shù)據(jù)，采用遠程醫(yī)療技術可以節(jié)省數(shù)十億美元的公共衛(wèi)生服務費用。
Bordonada 表示，通過采用無線傳感器和基于云服務，醫(yī)療保健可以顯著降低成本，不僅如此，這種低成本傳感器還能用于早期發(fā)現(xiàn)兒童疾病。Libelium 公司一直在幫助減少多米尼加共和國的母親分娩死亡率。
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連網番茄
顧問機構 Experience Co-Creation Partnership 的創(chuàng)辦人暨總裁 Francis Gouillart 介紹了與 Analog Devices 公司的“連網番茄”(Internet of Tomatoes)項目，該項目采用柔性混合傳感器，通過對植物種子播種到成熟的檢測，并將收獲的番茄通過食品供應鏈進行運輸。這就是為農業(yè)和食品提供的區(qū)塊鏈技術。
圖 3：連網番茄
根據(jù) Gouillart 描述，濕度、溫度等環(huán)境傳感器被用在了番茄農場里，一旦選擇檢測番茄，那么傳感器就可以隨時關注他們的狀態(tài)。
他還說：“40%的番茄被浪費了成長、運輸?shù)冗^程中?！?/p>
根據(jù)“聯(lián)邦食品安全現(xiàn)代化法案”，買家可以縮短對政府的監(jiān)管報告周期。Gouillart 表示，“區(qū)塊鏈在其中發(fā)揮了作用”。小農場也能從精準農業(yè)化中受益，“吃在地、當季食物”(locavore)可以實現(xiàn)商業(yè)化，傳感器技術還能模擬出成熟度和對味道的預測。
Gouillart 還概述了農業(yè)和食品行業(yè)面臨的十大問題，并討論了傳感器技術是如何去化解這些難題的。
Gouillart 目前還擔任 Stock Pot Malden 的 CEO，該公司在波士頓，為建立健康、可持續(xù)的農業(yè) / 食品鏈食品的企業(yè)家的共享廚房孵化器。
未來
OE-A（印刷和柔性電子的國際協(xié)會）的一個工作組公布了 3 月份第七版“有機和印刷電子路線圖”。NovaCentrix 的首席營銷官兼 OE-A 的成員 Stan Farnsworth 指出，奧迪 TT 2017 款使用了集成 OLED 技術的保險杠。這是使用該技術的第一款車。
他說，可彎曲 OLED 顯示屏在智能手機、智能手表和電視機領域普及，隨著印刷電池和超級電容器的興起，以后這些集成智能系統(tǒng)技術正在為物聯(lián)網、可穿戴設備、健康領域發(fā)揚光大。
Farnsworth 表示，目前已經能夠開發(fā)出完整的射頻識別和近場通信標簽。OLED 在壽命和發(fā)光度上都在提高，有機印刷電子產品的“關鍵參數(shù)”在未來將會在標準和成本、可靠性上得到提高。
美國密蘇里州的一家名為 Brewer Science 公司，主要涉及先進光刻、晶圓級封裝材料和印刷電子產品。它生產了 InFlect 傳感器，可以使用導電碳結來檢測到外部所受的刺激。Brewer 公司還有柔性可彎曲傳感器，用來檢測水分和溫度。
Brewer 的印刷電子業(yè)務經理表示“物聯(lián)網應用范圍非常廣泛，這種印刷和柔性電子技術非常柔軟，非常適合用于物聯(lián)網?？纱┐髟O備也代表著一種新興物聯(lián)網趨勢，它也需要更加柔性的底板?！?/p>
圖 4：柔性傳感器
他還表示，這些產品可以進入到任何關乎網絡的地方，那些在衣服或個人設備、可穿戴設備的印刷傳感器就有數(shù)以萬億記的潛力。
比如，水分傳感器可用于精準農業(yè)，土壤水分的監(jiān)測對生長葡萄而言更重要。這種用于物聯(lián)網的大型傳感器也是釀酒廠的一個強大生產力工具。
Brewer 的印刷傳感器易于使用，尤其在施工方面，技術先進又不復雜。在未來 Brewer 還期待開發(fā)出 PH 傳感器、水分析傳感器和氫氣傳感器等產品。
物聯(lián)網和 PFE 技術在這些領域還有很長的發(fā)展道路要走。
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