【何文高 每週專欄】醫療、影像感測應用成為印刷電子市場新動力

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 近年來,印刷電子技術蓬勃發展,隨著 RFID天線、薄膜開關、觸控面板以及太陽電池等產業的需求與日俱增,帶來高價值的產業效益。而穿戴式電子產品陸續問世,也顯示著下世代電子產品將以輕、薄、可撓曲為主要目標。印刷電子本身也具備可製作大面積可撓曲線路元件的製程能力,除了持續優化各種印刷技術之外,其對應各種印刷電子技術之導電油墨開發更是各產業投入研發的目標。

    然而在大面積影像感測器持續發展的同時,印刷電子市場版圖也擴展至包括壓電感測器、溫度感測器、電容適應力感測器,以及能在新冠病毒疫情中發揮作用的生物感測器等應用。而規模達36億美元、日益多元化發展的印刷電子/感測器市場,預計在未來十年將成長25%;其成長動力來自混合式影像感測器的擴產,這類感測器只需要小幅度修改現有的CMOS感測器生產線就能製造。

    市場研究機構IDTechEx Research表示,上述優勢大幅降低了進入該市場的障礙,因此該機構樂觀預測,到2030年,全印刷感測器市場規模將達到45億美元。

    印刷感測器技術一直以來是被專供糖尿病患者使用的血糖濃度量測裝置(試紙)需求所驅動,該類試紙一年使用量可達數十億。而現在印刷感測器的應用越來越多樣化,還出現可穿戴電極(wearable electrodes)、影像感測器等等其他應用。

    IDTechEx Research技術分析師Matthew Dyson在一篇文章中表示:「在這些多樣化應用中,有一些感測器的結構非常簡單、只有幾層,也有更複雜的,需要多個沉積層以及使用精密、創新的材料。」

    在大面積影像感測器持續發展的同時,印刷電子市場版圖也擴展至包括壓電感測器、溫度感測器、電容適應力感測器,以及能在新冠病毒疫情中發揮作用的生物感測器等應用。IDTechX並預測,混合式影像感測器將崛起,這類元件是以有機半導體技術或印在矽電路上的量子點奈米晶體(quantum dot nanoscale crystals)為基礎。Dyson表示:「混合式影像感測器能以更改過的CMOS生產線來製造,大幅降低資本需求。」

    基於印刷有機光電二極體的影像感測器,是另一種具潛力的印刷電子技術;不同於傳統的CMOS影像探測器元件,這種技術比起能以廉價製造技術印刷的矽材料影像感測器更柔軟、也更輕盈。

    而雖然像是血糖量測試紙那樣的印刷生物感測器會持續是印刷電子市場的主要驅動力,可支援廣泛醫療、健身應用的新興可穿戴電極預期將帶來新成長動力;IDTechX表示:「印刷可穿戴電極在醫療與健身領域的應用,可望隨著連續監測軟體的發展而成長,並創造大量的需求。」該機構指出,傳統的血糖量測試紙應用市場將逐漸縮小,皮膚貼片形式的解決方案將成為印刷電子市場的新推手。

 

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