Électronique dans le moule : Acteurs multiples, stratégies divergentes

Comment communiquons-nous avec nos appareils électroniques ? Il existe de nombreuses options d'"interfaces homme-machine" (IHM), allant des plus classiques (clavier/souris/commutateurs mécaniques) aux développements un peu plus récents tels que les écrans tactiles capacitifs que l'on trouve sur les smartphones. Comme un nombre croissant d'appareils autour de nous acquièrent des fonctionnalités "intelligentes", la capacité d'intégrer des composants IHM de manière élégante et rentable est de plus en plus importante.

 

L'électronique dans le moule (IME) est une solution. Il s'agit d'une méthode de fabrication émergente qui permet de produire des surfaces rétroéclairées et sensibles au toucher, éliminant ainsi le besoin d'interrupteurs mécaniques coûteux et parfois inesthétiques. Avec l'IME, les traces conductrices sont imprimées sur un substrat plat, et des composants électroniques tels que des LED peuvent être montés. Le tout est ensuite thermoformé et rempli par moulage par injection pour produire un composant lisse et décoratif doté d'une fonctionnalité tactile capacitive. Ces composants sont jusqu'à 70 % plus légers, prennent moins de place, utilisent moins de pièces et sont plus simples à produire que les interrupteurs mécaniques classiques qu'ils remplacent souvent. Les intérieurs d'automobiles constituent la principale application potentielle (voir graphique), mais la technologie est également prometteuse pour les appareils grand public, notamment en raison de l'interface propre qu'elle produit.

 

 

Dans le domaine de l'EMI, de nombreux acteurs développent des technologies connexes, produisant des composants d'apparence et de fonctionnalités similaires, mais avec de légères différences dans la méthode de fabrication pour éviter les conflits de propriété intellectuelle. IDTechEx explore ici certains des principaux acteurs et leurs différents modèles commerciaux, y compris l'émergence récente d'un nouvel acteur : La société française Symbiose.

Le développeur le plus important de la technologie IME est sans doute Tactotek, basé en Finlande. Depuis sa création en 2011, l'entreprise a levé près de 100 millions de dollars en plusieurs tours de financement. Son modèle économique est basé sur le transfert de technologie et la concession de licences. L'entreprise dispose d'une ligne de production pilote/en petit volume en Finlande mais travaille avec de multiples fournisseurs et équipementiers pour développer des produits et des capacités de fabrication utilisant sa propriété intellectuelle. Cette stratégie est très évolutive mais nécessite un engagement important de la part des détenteurs de licences.

Toutefois, la concession de licences n'est pas le seul modèle commercial possible. Symbiose, une entreprise française issue du centre de recherche CEA-LITEN, est arrivée récemment sur la scène de l'EMI. Basée à Bordeaux, Symbiose a levé des capitaux pour construire une usine et prévoit de fabriquer des pièces d'EMI en interne. Cette approche présente l'avantage de préserver le savoir-faire technologique et de faciliter le contrôle de la qualité. En outre, Symbiose sera probablement en mesure de répondre à des commandes de petits volumes, pour les entreprises qui ne souhaitent pas acquérir elles-mêmes une licence pour cette technologie.

Un autre acteur développant l'EMI est E2IP, basé au Canada. Cette société a été formée à partir de GGI, et a largement collaboré avec le Conseil national de recherches du Canada. Son encre moléculaire sans particules est particulièrement remarquable, car elle promet une diminution moindre de la résistance lorsque les traces conductrices sont étirées pendant le thermoformage. E2IP exploite principalement un modèle commercial intégré verticalement, qui va de son encre moléculaire à la fabrication de composants en passant par les services de conception et de développement de produits.

L'électronique dans le moule peut être considérée comme une évolution de la décoration dans le moule (IMD), une approche de fabrication bien établie pour la réalisation de surfaces décoratives incurvées, telles que le panneau de commande à l'avant d'une machine à laver ou l'appareillage de commutation dans les voitures - la différence étant l'introduction de l'électronique. Compte tenu de ces similitudes, l'EMI est une opportunité évidente pour les entreprises IMD établies. C'est le cas d'Advanced Decorative Systems (ADS), qui fournit des pièces au secteur automobile, entre autres. Elle a adopté une approche hybride de l'EMI, dans laquelle les traces conductrices sont déposées avant le thermoformage et le moulage par injection, mais pas les composants CMS. Cette stratégie permet de "dé-risquer" le processus, car l'un des principaux défis de la fabrication des pièces IME est de maintenir un rendement élevé en veillant à ce que les composants tels que les LED ne soient pas endommagés pendant le processus de moulage. D'autre part, l'un des attraits de l'EMI par rapport aux approches existantes est que l'intégration des fonctionnalités électroniques et structurelles réduit le nombre de pièces, ce qui simplifie l'assemblage et réduit le poids.

Malgré ses avantages et l'intérêt substantiel des fournisseurs de matériaux qui ont développé des substrats et des encres spécifiques à l'EMI, l'EMI qui incorpore des composants électroniques dans la pièce moulée a jusqu'à présent connu une adoption commerciale limitée. Cependant, il existe de nombreux projets de développement dans les secteurs de l'automobile et des appareils grand public. En outre, les producteurs d'équipements de fabrication tels qu'Arburg développent des équipements pour la production de masse de composants IME. × ce titre, IDTechEx prévoit que les ventes de composants IME vont s'accélérer à partir de 2023/2024.

 

De plus, IDTechEx suggère que l'émergence du développeur et fabricant de composants d'EMI Symbiose est un élément positif important pour l'adoption de l'EMI. Le fait d'avoir plusieurs acteurs, même avec des processus de fabrication légèrement différents, dans le domaine de l'EMI, donne de la crédibilité et réduit le risque de la chaîne d'approvisionnement. En fin de compte, l'EMI sera considérée comme une technologie mature lorsqu'il sera aussi facile de commander un circuit EMI que de commander une carte de circuit imprimé (PCB) conventionnelle, plutôt que de nécessiter un processus de conception de produit dédié comme c'est le cas actuellement.

Cet article est basé sur le rapport IDTechEx récemment publié "In-Mold Electronics 2022-2032: Technologie, prévisions de marché, acteurs" qui couvre à la fois l'IME et les technologies concurrentes pour produire des interfaces capacitives décoratives. Il examine les méthodologies de fabrication, les exigences en matière de matériaux, les applications et les défis de manière très détaillée. Des prévisions de marché sur 10 ans par secteur d'application, exprimées à la fois en termes de revenus et de surface de panneau IME, sont fournies, ainsi que les opportunités de matériaux associées. L'étude comprend également de nombreux exemples de prototypes d'applications, une analyse du cycle de vie d'un composant IME typique et de nombreux profils d'entreprises basés sur des entretiens avec des entreprises en phase de démarrage et des entreprises établies. De plus amples détails et des exemples de pages téléchargeables sont disponibles sur le site www.IDTechEx.com/IME.

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