プリンテッド・フレキシブルエレクトロニクスの現状、革新、展望

Dr Matthew Dyson
プリンテッド・フレキシブルエレクトロニクスの現状、革新、展望
電子皮膚パッチ、薄膜フレキシブル太陽電池、車載コンソール、これらに共通するものは何でしょうか?いずれもプリンテッドエレクトロニクスとフレキシブルエレクトロニクスを利用して製造されたものです。これは、従来のプリント基板に代わるアプローチであり、積層造形とフレキシブル基板を組み合わせたものです。ラピッドプロトタイピング、持続可能性の向上、フォームファクタ差別化の余地、さらには伸縮性などの利点をもたらすプリンテッドエレクトロニクスとフレキシブルエレクトロニクスは、極めて多様な用途にわたって支持を獲得しつつあります。
 
IDTechExの最新レポート 『フレキシブル & プリンテッドエレクトロニクス 2023-2033年: 予測、技術、市場』は、広範なトピックを包括的にとらえています。IDTechExの広範なプリンテッド・フレキシブルエレクトロニクスレポートのポートポートポートフォリオを要約し、この発展途上の業界を長年にわたって追跡してきた経験をもとに、プリンテッド・フレキシブルエレクトロニクス市場の5つのセクター(自動車、消費財、エネルギー、ヘルスケア/ウェルネス、インフラ/建築/工業)における技術革新、ビジネス機会、トレンドについて解説しています。この分析には、50の異なるアプリケーションの詳細な予測と40社の企業プロファイルが含まれています。
 
さらに、複数の基盤技術にまたがる開発についても取り上げています: 6種類の製造方法(インモールドエレクトロニクスやフレキシブルハイブリッドエレクトロニクスを含む)、5種類の材料(導電性インクや部品取り付け材料を含む)、4種類の部品(フレキシブルICを含む)。インタビューや業界カンファレンスから得た複数の最新事例が技術開発の方向性と商業化の成功を明らかにしています。技術的および商業的な準備状況の評価と製造方法および導電性インクの追加予測も含まれている。
 
従来のプリント基板と同様に、プリンテッドエレクトロニクスとフレキシブルエレクトロニクスは、ほとんどの垂直市場に用途があります。たとえば、電極や接点に導電性インクを利用する電子皮膚パッチや、パターン印刷を施した歩行モニタリング用感圧インソールなどはすでに市販されています。また自動車の内装においては、プリンテッドエレクトロニクスとフレキシブルエレクトロニクスのコンフォーマル性を活かし、照明やヒーター、タッチセンサー式インターフェースに活用されています。有機太陽電池は復活の兆しを見せており、最近商用化されたものに、建材一体型と屋内のエナジーハーべスティング技術があります。プリンテッドエレクトロニクスに基づいたセンサーをアセットトラッキングや予防保全などの用途に利用すれば、特定要件に対応する新しいフォームファクタの製造コストを低く抑えることができそうです。
 
イノベーション
 
プリンテッドエレクトロニクスとフレキシブルエレクトロニクスは、製造工程でのアプローチが他とは根本的に異なります。たとえば、サブトラクティブ法による銅箔の除去をアディティブ法による導電性インクの成膜に置き換えることが可能です。こうすることにより、廃棄物が削減され、デジタル製造が促進されます。さらにはラピッドプロトタイピングの実現や設計調整が容易になるという副産物も生まれます。本レポートでは、フルアディティブ法による3Dエレクトロニクスから、インモールドエレクトロニクス、解像度1μmほどの最先端デジタル印刷法まで、さまざまな製造革新について、またその見通しについても解説しています。
 
材料の革新は多くの新しいハードウェア技術を支えており、プリンテッドエレクトロニクスも例外ではありません。導電性インクがこの技術を支えており、何十社もの企業がさまざまな組成や特性のインクを開発しています。スクリーン印刷用としては銀フレークを使用した粘性インクが主流ですが、EMIシールドのような特定用途では、ナノ粒子インクや粒子を含まないインクなどの代替品が支持を得ています。特に注目すべきトレンドは銅インクの開発であり、銀インクと比較して大幅なコストダウンが期待できます。その他の特殊材料としては、超低温はんだやフィールドアライメント型異方性導電接着剤などがあり、これらを用いることでLEDのような部品を安価かつ熱に弱い基板に強固に取り付けることができます。また、多くのセンサーは、振動感知用の印刷可能な圧電性高分子やイオン検出用の機能化カーボンナノチューブなどの特殊な材料を必要とします。
 
プリンテッド・フレキシブルエレクトロニクスの当初の構想は、集積回路を含む回路のあらゆる側面を印刷することでしたが、これは印刷と実装機能を組み合わせたフレキシブル・ハイブリッドエレクトロニクス(FHE)にほぼ取って代わられました。
 
Factors motivating the adoption of printed and flexible electronics. Source: IDTechEx
 
専門知識の構築
 
IDTechExは10年以上にわたってプリンテッド&フレキシブルエレクトロニクス市場動向を調査してきました。世界中の主要プレーヤーにインタビューを行い、FLEXやLOPECなどのコンファレンスに毎年参加し、複数のコンサルティングプロジェクトを実施し、このトピックに関するセミナーやワークショップを開催するなど、技術的および商業的な発展に密着してきました。 『フレキシブル & プリンテッドエレクトロニクス 2023-2033年: 予測、技術、市場』は、この経験と専門知識を活用して、この分野全体にわたるIDTechExの知識と洞察力をまとめたものである。ぜひ、ご活用ください。
 
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