Der neue IDTechEx-Bericht „Gedruckte und flexible Elektronik 2023–2033: Prognosen, Technologien, Märkte“ bietet einen umfassenden Überblick über dieses komplexe Thema. Er fasst das umfangreiche Portfolio an Berichten von IDTechEx zu gedruckter und flexibler Elektronik zusammen und stützt sich auf jahrelange Beobachtung dieser dynamischen Branche. Der Bericht skizziert Innovationen, Chancen und Trends in fünf Sektoren des Marktes für gedruckte und flexible Elektronik: Automobilindustrie, Konsumgüter, Energie, Gesundheitswesen/Wellness und Infrastruktur/Bauwesen/Industrie. Die Analyse umfasst detaillierte Prognosen für 50 verschiedene Anwendungen und 40 ausführliche Unternehmensprofile.
Darüber hinaus beschreibt der Bericht Fortschritte bei verschiedenen Basistechnologien: sechs unterschiedliche Fertigungsverfahren (darunter In-Mold-Elektronik und flexible Hybridelektronik), fünf Materialtypen (darunter leitfähige Tinten und Bauteilfixierer) und vier Bauteiltypen (darunter flexible integrierte Schaltungen). Zahlreiche aktuelle Beispiele aus Brancheninterviews und Konferenzen veranschaulichen erfolgreiche technologische Entwicklungen und Kommerzialisierungsstrategien. Der Bericht enthält außerdem Bewertungen der technologischen und kommerziellen Reife sowie Prognosen zu Fertigungsverfahren und leitfähigen Tinten.
Anwendungsmöglichkeiten:
Wie herkömmliche Leiterplatten finden gedruckte und flexible Elektronik in den meisten Branchen Anwendung. So gibt es beispielsweise bereits elektronische Hautpflaster mit leitfähigen Tinten für Elektroden und Kontakte sowie druckempfindliche, gedruckte Einlegesohlen zur Ganganalyse. Auch im Automobilbereich wird gedruckte/flexible Elektronik eingesetzt, beispielsweise für Beleuchtung, Heizung und Touch-Schnittstellen. Organische Photovoltaik erlebt eine Renaissance; aktuelle kommerzielle Beispiele umfassen die Gebäudeintegration und die Energiegewinnung in Innenräumen. Sensoren auf Basis gedruckter Elektronik für Anlagenüberwachung und vorbeugende Wartung versprechen niedrige Produktionskosten und innovative Bauformen für spezifische Anforderungen.
Innovationen:
Gedruckte und flexible Elektronik stellt einen grundlegend anderen Fertigungsansatz dar. Anstelle des subtraktiven Abtragens von laminiertem Kupfer wird leitfähige Tinte additiv aufgetragen. Dies reduziert Abfall und ermöglicht die digitale Fertigung mit den damit verbundenen Vorteilen von schnellem Prototyping und einfachen Designanpassungen. Der Bericht bewertet verschiedene Fertigungsinnovationen und deren Zukunftsaussichten, von vollständig additiver 3D-Elektronik über In-Mold-Elektronik bis hin zu neuen digitalen Druckverfahren mit Auflösungen bis zu 1 μm.
Materialinnovationen bilden die Grundlage vieler neuer Hardware-Technologien, und die gedruckte Elektronik ist da keine Ausnahme. Leitfähige Tinten sind das Fundament dieser Technologie, und Dutzende von Unternehmen entwickeln Tinten mit unterschiedlichen Zusammensetzungen und Eigenschaften. Viskose, silberflockenbasierte Tinten für den Siebdruck sind weit verbreitet, doch andere Alternativen, wie beispielsweise Tinten mit Nanopartikeln und partikelfreie Tinten, gewinnen für Spezialanwendungen wie die Abschirmung elektromagnetischer Störungen zunehmend an Bedeutung. Ein besonders bemerkenswerter Trend ist die Entwicklung von Kupfertinte, die im Vergleich zu silberbasierten Tinten erhebliche Kosteneinsparungen verspricht. Zu den weiteren Spezialmaterialien gehören Niedrigtemperaturlote und feldausgerichtete, anisotrope, leitfähige Klebstoffe, die die sichere Befestigung von Komponenten wie LEDs auf kostengünstigeren, thermisch spröden Substraten ermöglichen. Darüber hinaus benötigen viele Sensoren Spezialmaterialien, wie beispielsweise druckbare piezoelektrische Polymere für die Vibrationsmessung und funktionalisierte Kohlenstoffnanoröhren für die Ionenmessung.
Die ursprüngliche Vision für gedruckte und flexible Elektronik bestand darin, alle Komponenten der Schaltung, einschließlich des integrierten Schaltkreises, zu drucken. Diese Vision wurde jedoch weitgehend durch flexible Hybridelektronik (FHE) abgelöst, die gedruckte und montierte Funktionalität kombiniert. Somit ist es heute möglich, integrierte Schaltkreise, Batterien und flexible Displays direkt herzustellen.
Autor: Dr. Matthew Dyson, leitender Technologieanalyst bei IDTechEx
