Технодоктрина - новая молодёжная промышленная политика Технодоктрина, ноябрь 2014 | Page 329
С точки зрения технологичности печать намного
проще термовакуумного напыления и фотолитографии. В табл. 1 приведено сравнение технологических
маршрутов традиционной, кремниевой технологии и
технологии струйной печати. Из таблицы видно, что
печатные методы позволяют сократить технологические этапы в несколько раз. Кроме того, печать не
требует создания высокого вакуума, а также нагрева испаряемого вещества при его напылении. Это
приводит к снижению энергопотребления при производстве устройств микроэлектроники.
Высокая пластичность органических материалов
позволяет наносить их на гибкие подложки, что даёт
возможность использовать ещё одну печатную технологию – рулонную печать (Roll-to-Roll). В данном
случае подача подложки для формирования устройства происходит путём непрерывной подачи с рулона, после чего на подложку наносятся функциональные чернила, обеспечивается прохождение необходимых технологических стадий. Изделия сматываются в финишный рулон или разрезаются на отдельные
устройства (рис. 1). Сочетание печатных и рулонных
технологий позволяет добиться многократного удешевления производства по сравнению с традиционными методами.
На рис. 2 представлена дорожная карта развития технологий и устройств органической и печатной электроники. Как видно из схемы, сейчас рынок
находится на начальном этапе развития, современные устройства довольно простые, занимающие небольшой сегмент рынка. Это обусловлено в первую
очередь недостатком научно-исследовательских и
опытно-конструкторских работ. Во всём мире органической и печатной электроникой занимаются намного меньше компаний и исследовательских институтов, чем традиционной электроникой.
Рыночные возможности
По данным маркетинговой компании IDTechEx
рынок печатной, органической и гибкой электроники
вырастёт с 23.97 млрд долл. в 2014 г. до 70.39 млрд
долл. в 2024 году. Основным сегментом являются
органические светодиодные дисплеи и проводящие
чернила, используемые при производстве широкого
спектра устройств. Кроме того, гибкая электроника,
логические устройства, устройства хранения данных,
тонкоплёночные сенсоры представляют меньшие
сегменты рынка, но при этом обладают большим потенциалом к росту после прохождения этапа НИОКР2.
Перспективы отечественных производителей и разработчиков
Новизна технологий органической и печатной
электроники, ранняя стадия формирования рынка
соответствующих устройств обусловливают дополнительные проблемы при разработке и внедрении новых технологий в данных областях. Но одновременно
эти факторы являются дополнительным преимуществом для проектов, реализуемых отечественными
исследовательскими и технологическими группами.
При наличии научно-исследовательского задела на
рынке органической и печатной электроники нет необходимости догонять зарубежные технологии, как
в случае с кремниевой
технологией, фотолитографией и т.п.
К числу основных
проблем современной
органической электроники относится малая
устойчивость к внешним воздействиям и
небольшая величина
подвижности носителей заряда. Полимеры
и низкомолекулярные
соединения плохо выдерживают ультрафиолетовое
излучение,
нагрев, контакт с кислородом и водой. Это
приводит к ограничению спектра применения таких
материалов и к усложнению технологий производства из-за необходимости герметизации и защиты.
Подвижность носителей заряда – это важнейший
параметр логических устройств, транзисторов, частотных преобразователей и других. Она определяет такие свойства полупроводниковых приборов как
электропроводность, инерционность, частотные характеристики.
Более 30 лет научно-исследовательской работы
позволили группе учёных и инженеров создать научный и технологических задел на базе Уфимского
научного центра РАН и БГПУ им. М. Акмуллы для разработки новых устройств органической и печатной
электроники3. Тесное взаимодействие учёных хими-
Daniel / Palo Alto Research Center. 2010.
2 Printed, Organic & Flexible Electronics Forecasts, Players &
Opportunities 2014-2024. By Raghu Das and Dr Peter Harrop. IDTechEx.
August 2014.
3 Lachinov A., Zherebov A., Kornilov V., Zolotukhin M. Metal phase in
electroactive polymer induced by uniaxial pressure. // Synth. Metals.
Рис. 1. Схема рулонной печати.
327