運(yùn)用微電子技術(shù)制備碳基芯片，「冪方科技」推出10微米級(jí)別微電子打印機(jī)

1954年硅晶體管問(wèn)世，直到如今依然是集成電路技術(shù)的主流，全球有90%的集成電路芯片器件基于硅基CMOS技術(shù)。然而由于摩爾定律，硅基芯片的未來(lái)發(fā)展面臨物理規(guī)模和制造成本的限制。碳基芯片不同于硅基芯片，運(yùn)用碳基材料制備，具備柔性、大面積、低成本、液相制備等優(yōu)勢(shì)。

36氪最近接觸到的冪方科技，是一家微電子打印公司。公司成立于2015年，運(yùn)用微電子增材制造技術(shù)，為客戶(hù)提供從微電子打印設(shè)備、 納米功能材料到設(shè)計(jì)軟件的整體方案。 公司具備多種印刷技術(shù)，能低成本、快速制備碳基微電子信息系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的電子器件制造方式昂貴且耗時(shí)長(zhǎng)，一個(gè)成品需要整條產(chǎn)業(yè)鏈的分工合作才能完成。而微電子打印的方式成本低、速度快。冪方科技CEO藍(lán)河告訴36氪，微電子打印的電子器件成本約為傳統(tǒng)制造方式的千分之一，并且只需一臺(tái)微電子打印機(jī)就能在幾小時(shí)內(nèi)制作完成。

新推出的PrtronicTM微電子打印機(jī)是公司的核心產(chǎn)品，具有噴墨、點(diǎn)膠、刮涂三種功能，具備高精度三軸平臺(tái)，最高打印速度達(dá)到300mm/s，結(jié)合公司自研的多功能電子油墨，可以在各種基底上制備電子器件，目前精度達(dá)到10微米級(jí)別。同時(shí)，公司自主開(kāi)發(fā)了專(zhuān)門(mén)針對(duì)微電子打印的EDA軟件——BitsAssemblerEDA輔助設(shè)計(jì)軟件 。藍(lán)河介紹，光刻與打印不同，打印主要使用的是噴墨的方式。由于墨滴與墨滴之間的表面張力，微電子打印的噴墨需要有一定的噴墨補(bǔ)償，公司自主開(kāi)發(fā)的EDA軟件可以通過(guò)計(jì)算彌補(bǔ)墨滴張力帶來(lái)的影響，從而更精準(zhǔn)的打印出成品。

PrtronicTM微電子打印機(jī)

藍(lán)河告訴36氪，目前公司主要為高校、公司研發(fā)部等科研單位提供微電子打印機(jī)和電子油墨。目前，公司生產(chǎn)線(xiàn)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)作一個(gè)月能生產(chǎn)近百臺(tái)微電子打印機(jī)。同時(shí)公司也為客戶(hù)提供定制化柔性印刷器件，包括全印刷柔性太陽(yáng)能電池、全印刷電容器、全印刷電子元器件、柔性邏輯電路、電致發(fā)光（EL）器件、印刷電路板（PEB）等30余種柔性器件。

由于柔韌性和低成本的特點(diǎn)，未來(lái)印刷電子的發(fā)展仍然具有廣闊的增長(zhǎng)空間。根據(jù)英國(guó)分析公司IDTechEX預(yù)測(cè)，到2030年，柔性、印刷和薄膜電池的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到5億美元左右，印刷傳感器市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)達(dá)到45億美元，而作為印刷電子主要應(yīng)用場(chǎng)景之一的可穿戴設(shè)備市場(chǎng)，在2019年已經(jīng)產(chǎn)生了將近700億美元的年銷(xiāo)售。“未來(lái)10年的趨勢(shì)是人體和計(jì)算機(jī)的融合”，藍(lán)河認(rèn)為，未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備、人體植入電子以及醫(yī)療相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景的變化可能會(huì)導(dǎo)致電子產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)向，從以往的追求更高的算力、精度等，轉(zhuǎn)到芯片與人體的結(jié)合能力上，這正是柔性電子和碳基芯片的優(yōu)勢(shì)所在。

根據(jù)藍(lán)河的介紹，目前微電子打印仍然面臨著各種挑戰(zhàn)。第一，投入大。整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈處于初期，上下游還未建立，公司需要同時(shí)承擔(dān)整條產(chǎn)業(yè)鏈的業(yè)務(wù)，公司需要研發(fā)、生產(chǎn)，同時(shí)還需要找下游商，未來(lái)投入較大。第二，技術(shù)不成熟。目前微電子打印的成品精度在10微米級(jí)別，然而傳統(tǒng)消費(fèi)級(jí)硅基芯片的精度在100納米以下，技術(shù)方面差距尚存。第三，市場(chǎng)接受度不高。用碳基材料制備電子器件仍然是較新的技術(shù)，即便在性能數(shù)據(jù)上達(dá)標(biāo)，產(chǎn)業(yè)鏈下游廠(chǎng)商的接受度仍然不高。

團(tuán)隊(duì)方面，公司核心團(tuán)隊(duì)主要來(lái)自上海交通大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、華東理工大學(xué)、中科院上海有機(jī)所等知名院校的博士和碩士，擁有100多個(gè)發(fā)明專(zhuān)利。 目前，冪方科技已完成四輪融資，融資金額近四千萬(wàn)元。