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2011年中國有機電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

Tag：有機電子  
中國產(chǎn)業(yè)研究報告網(wǎng)訊：

    內(nèi)容提要：在全球有機電子技術(shù)發(fā)展大潮下，我國已經(jīng)認識到有機電子的戰(zhàn)略性意義，不斷提高重視程度并加大支持力度。

    進入21世紀，一種被稱作“有機電子(organicelectronics)”的新型電子材料因3位科學家的獲獎，受到世界各主要國家的重視。2000年，諾貝爾化學獎授予美國人阿蘭•西爵(AlanJ.Heeger)、阿蘭•麥克達爾密(AlanG.MacDiarmid)和日本人白川英樹(HidekiShirakawa)。短短幾年，基于有機電子的新產(chǎn)品、新應(yīng)用大量涌現(xiàn)。目前，有機電子技術(shù)還處于發(fā)展前期，一些關(guān)鍵的技術(shù)還有待突破，但其無可比擬的優(yōu)勢和廣泛的應(yīng)用前景，將給信息產(chǎn)業(yè)乃至整個經(jīng)濟、社會帶來又一次深刻的影響，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>

    有機電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

    (一)有機電子產(chǎn)業(yè)技術(shù)受到高度重視

　　1.各國/地區(qū)高度重視有機電子的發(fā)展，紛紛布局各自的發(fā)展戰(zhàn)略，加大投入力度。

    歐洲國家普遍以研究機構(gòu)和業(yè)界共同合作的模式，加速研究進程。PolyApply與Shift計劃是其中的兩個重點項目，研究經(jīng)費超過3500萬歐元，開發(fā)可以應(yīng)用到多領(lǐng)域的聚合體以及軟性電路封裝與連結(jié)技術(shù)等。

    美國的科研機構(gòu)和企業(yè)從20世紀90年代起就開始進行有關(guān)研究。貝爾實驗室、IBM、SiPix、UniversalDisplay等在有機晶體管、發(fā)光二極管、顯示設(shè)備、電子紙等方面取得較為顯著的成果。

    日本在薄膜顯示器方面投入力量較大。日本先后成立了有機半導體發(fā)光器件研發(fā)基地、有機電子研究所等，同時日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省自2002年起，5年內(nèi)投入約40億日元用于有機顯示器項目的開發(fā)。

    韓國將大力發(fā)展有機電子產(chǎn)業(yè)作為重要國策，是典型的國家主導行為。在有機發(fā)光顯示技術(shù)上，韓國力爭在這一領(lǐng)域占據(jù)全球領(lǐng)先地位。自2001年起的10年間，韓國政府每年投資30億韓元用于該領(lǐng)域的研發(fā)，僅2009年一年的研發(fā)經(jīng)費就超過2億美元，遠遠超過英國、美國和日本。韓國知識經(jīng)濟部和教育科技部組織多個科研單位、高校和電子制造廠商，合力進行OLED、有機晶體管和印刷電子設(shè)備的研發(fā)工作，取得了多項專利和成果。

    我國臺灣地區(qū)從2003年開始著力于有機電子的研發(fā)，2005年成立“軟性電子產(chǎn)業(yè)推動聯(lián)盟”，并將其定為未來3大重點發(fā)展的新科技之一，主要方向為印刷式RFID、柔性顯示器和有機太陽能電池等。

    英國在有機電子領(lǐng)域開展多項前沿研究。英國成立柔性電子領(lǐng)導小組，組織、支持和指導有關(guān)部門、企業(yè)和研究機構(gòu)開展相關(guān)研究。2009年，英國政府出臺了《塑料電子：英國走向成功戰(zhàn)略》，同時投入2800萬英鎊支持該領(lǐng)域研究。該戰(zhàn)略是英國重點發(fā)展先進制造的各項舉措之一，而發(fā)展先進制造業(yè)又是英國此前出臺的《新產(chǎn)業(yè)新職業(yè)》經(jīng)濟復(fù)蘇戰(zhàn)略計劃中的4大優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域之一。

    2.我國對有機電子的支持力度不斷加大，技術(shù)與國際領(lǐng)先水平較為接近。

    2012-2016年中國電子顯微鏡市場全景調(diào)查與未來前景預(yù)測研究報告

    在科研方面，中科院化學所、清華大學化學系有機光電子與分子實驗室、香港分子功能材料研究所、蘇州大學功能納米與軟物質(zhì)(材料)實驗室、江蘇省有機電子與信息顯示重點實驗室、北京郵電大學等高校和科研機構(gòu)，在材料、器件、設(shè)備、應(yīng)用等方面進行深入研究。國家投入專項資金支持相關(guān)研究，2006年中科院承擔的“有機TFT器件研究”項目通過驗收，在顯示器件加工工藝、有機薄膜制備、材料合成關(guān)鍵環(huán)節(jié)上都取得了突破。全光刻工藝制備OTFT(有機薄膜晶體管)技術(shù)綜合性能指標超過目前國際上已公布的同類光刻工藝制備OTFT。

    在產(chǎn)業(yè)化方面，江蘇、廣東等省在現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上取得了一定成績，如龍騰光電、維信諾、方升光電、彩虹等企業(yè)，在OLED領(lǐng)域具備了研發(fā)和生產(chǎn)能力。

    (二)有機電子應(yīng)用初現(xiàn)端倪

　　1.有機顯示領(lǐng)域率先崛起

    OLED(有機發(fā)光二極管)因無需逆光系統(tǒng)使得耗電量更小，比LCD(液晶)的亮度更高；由于采用有機材料，制造工藝更簡單；視野范圍更廣，可制成尺寸更大。這些突出的優(yōu)點決定了OLED將成為下一代顯示技術(shù)的主流。

    目前，OLED已經(jīng)在一些小型設(shè)備中得到較為廣泛的應(yīng)用，例如移動電話、掌上型電腦以及數(shù)碼相機等。隨著技術(shù)研發(fā)的進展，OLED的應(yīng)用范圍將逐步擴大到平板顯示器、汽車儀表板以及柔性顯示器等領(lǐng)域。

    三星是全球OLED顯示領(lǐng)域的領(lǐng)導者。目前三星已經(jīng)建成多條低世代OLED生產(chǎn)線，并率先應(yīng)用于一些消費電子產(chǎn)品，為其帶來豐富的回報。三星計劃于近期新建一條8代OLED生產(chǎn)線，屆時將可量產(chǎn)40英寸以上的大屏幕電視機。

    此外，電子墨水技術(shù)目前也已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于電子閱讀器，如電子書等領(lǐng)域。

    2.有機照明領(lǐng)域蓄勢待發(fā)

    有機電發(fā)光照明效率高。目前，白熾燈的發(fā)光效率僅為6流明/瓦，日光燈為24流明/瓦，節(jié)能燈為48流明/瓦，LED為74流明/瓦。在有機照明領(lǐng)域，歐司朗公司已經(jīng)開發(fā)出了照明效率達87流明/瓦的OEL(OrganicElectroLuminescence，有機電發(fā)光)技術(shù)產(chǎn)品，德國德勒斯登科技大學研制的照明技術(shù)已達到90流明/瓦。此外，美國、歐盟也加緊這一領(lǐng)域的研究，并分別開發(fā)了1萬小時壽命、每瓦50流明以上能效的OEL照明產(chǎn)品。

    3.基于印刷的有機RFID發(fā)展路線日益明確

    有機薄膜晶體管的出現(xiàn)，使得采用卷對卷(R2R)印刷技術(shù)，批量生產(chǎn)有機RFID標簽成為可能。它與無機標簽相比，在生產(chǎn)成本、產(chǎn)品彈性、功耗等方面具有明顯的優(yōu)勢。印刷有機電子將可能成為RFID產(chǎn)品最適宜的技術(shù)發(fā)展路線。

    4.有機太陽能電池快速進步

    能夠在多種材質(zhì)表面“印制”的有機物太陽能電池(OPV，OrganicPhotovoltaic)因具有成本低廉、制造容易、重量輕和易彎曲的特點而成為目前研究的熱點。OPV領(lǐng)域的研究與應(yīng)用正在不斷突破，德國西門子公司的研究人員將導電塑料與碳60分子，結(jié)合制成了新型太陽能電池。美國貝爾實驗室的科學家則利用并五苯來取代了太陽能電池中的硅，取得成功。2010年，Solarmer能源公司宣布其電池效率再創(chuàng)新高，高達8.13%的轉(zhuǎn)換率已通過國家可再生能源實驗室(NREL)認證。OPV有望成為具有成本效益及競爭力優(yōu)勢的技術(shù)。

    有機電子產(chǎn)業(yè)前景展望

    (一)有機電子技術(shù)優(yōu)勢明顯

　　1.性能優(yōu)越

    由于有機電子材料容易加工成薄膜并且具有良好的延展特性，有機電子材料的出現(xiàn)，必將導致柔性電子產(chǎn)品的出現(xiàn)，更能滿足現(xiàn)代電子產(chǎn)品輕薄、便攜及易于設(shè)計等方面的需求。與傳統(tǒng)的硅基半導體材料相比，有機電子材料的產(chǎn)品特征優(yōu)勢可概括為：大面積制造、柔韌性好、透明性好、超薄、重量輕等。

    2.成本低

    有機電子制造工藝相對簡單和生產(chǎn)成本更低。有機材料可利用溶液進行大面積旋涂、打印，同時，有機材料可以在較低溫度的條件下制作，可選擇耐熱性較差的塑料基板，能夠降低制作的成本。

    3.投資規(guī)模較小

    由于采用有機材料，制作過程相對簡化，單位成本和設(shè)備投資較低，極大地降低了進入的門檻和投資風險。例如，OLED的投資規(guī)模大約是數(shù)千萬美元的量級，僅為TFT-LCD生產(chǎn)線的10%左右。又如芯片巨擘英特爾(Intel)需要花費數(shù)10億美元來建構(gòu)其領(lǐng)先的晶圓廠，相比之下，僅需要1億美元～2億美元的投資額，就有可能興建一座具備全面生產(chǎn)能力的有機電子產(chǎn)品工廠。

    4.節(jié)能、環(huán)保

    有機電子產(chǎn)品的節(jié)能優(yōu)勢顯著。以照明和顯示比較為例，白熾燈在工作的時候，實際上只有5%的能源用于照明，OLED光源較傳統(tǒng)白熾燈可節(jié)省耗電70%以上。29英寸CRT電視機的功耗在200瓦左右，40英寸TFT-LCD液晶電視的功耗在200瓦左右，50英寸PDP的功耗在500瓦以上。而一臺40英寸的大尺寸AM-OLED電視，功耗將在100瓦以下。因此，OLED被認為是最有發(fā)展前景的顯示技術(shù)之一。

    在環(huán)保方面，有機電子的制造工藝比傳統(tǒng)的半導體生長和光刻制造工藝優(yōu)越得多，大大節(jié)省水和電的使用。同時也避免了大量強酸強堿化學物質(zhì)的排放。

    (二)產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間巨大

    未來10年，將是有機電子產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的時期，有機半導體、有機電子產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹碓綇V泛，市場規(guī)模將越來越大。以下是綜合iSuppli、NanoMarkets、IDTechEx、臺灣工研院等機構(gòu)的預(yù)測，得出的有機電子各主要領(lǐng)域未來市場規(guī)模。

    OEL照明市場規(guī)模。2015年達到150億美元，2020年達到500億美元。

    OLED顯示市場規(guī)模。2015年達600億美元以上，2020年達到1500億美元。

    有機RFID市場規(guī)模。2015年達到150億美元，2020年達到300億美元。

    有機太陽能電池市場規(guī)模。2015年將達到100億美元，2020年達到300億美元。
 
    印刷等裝備市場規(guī)模。2015年預(yù)計將達40億美元；2020年達到120億美元。

    其他應(yīng)用產(chǎn)品市場。到2015年，基于有機半導體材料的其他電子產(chǎn)品如智能傳感器、玩具、電池、服裝、醫(yī)療電子等的市場規(guī)模預(yù)計將達到50億美元以上的規(guī)模。

   (三)有機電子將可能發(fā)展成為信息產(chǎn)業(yè)的主導

    1. 傳統(tǒng)半導體材料和技術(shù)面臨挑戰(zhàn)

    目前傳統(tǒng)的以硅、鍺等半導體材料為基礎(chǔ)的電子器件將受到嚴峻的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)既有原理性的物理限制，又有技術(shù)性的工藝限制。一是產(chǎn)品形狀固定、易碎、非柔性，難以契合未來的需求趨勢。二是硅晶體的生產(chǎn)成本十分昂貴，競爭優(yōu)勢不易持續(xù)。三是傳統(tǒng)的單晶硅半導體生產(chǎn)流程和工藝過于復(fù)雜。四是硅半導體開始面臨線寬的物理極限。

　　2.有機電子對硅基電子的替代進程加快

    據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，目前全球投入有機電子領(lǐng)域的研發(fā)十分活躍，有機電子技術(shù)得以快速進步。預(yù)計，未來幾年將是有機電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化實現(xiàn)突破的加速期。業(yè)界人士認為，有機電子將會比硅基電子走得更遠，其對硅基電子的替代趨勢明顯。

    加快發(fā)展有機電子產(chǎn)業(yè)

    1.加快成立有機電子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。組建由行業(yè)協(xié)會、科研院所和企業(yè)等相關(guān)機構(gòu)共同參與的有機電子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，共同推進有機電子技術(shù)、標準、專利和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

    2.加快制定有機電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。把有機電子產(chǎn)業(yè)確定為我國重點培育發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，按照發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的要求，制定專項規(guī)劃。

    3.建立國家扶持機制。著力支持重大關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、重大產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展等。鼓勵和引導金融資本支持有機電子企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化。

    4.加強國際合作。國際上一些研究機構(gòu)和企業(yè)在有機電子研發(fā)的道路上已經(jīng)走了10多年，有的研發(fā)成果已經(jīng)接近產(chǎn)業(yè)化，還培育出一批有機電子的專業(yè)人才。我國要加強與國際相關(guān)機構(gòu)和企業(yè)的合作，加快技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)化進程。

　　5.加快引進和培養(yǎng)有機電子專業(yè)人才。加快培養(yǎng)專業(yè)型人才，研究制定并實施人才激勵政策和制度，形成有利于各類人才引進和發(fā)展的環(huán)境。

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