【产通社，4月16日讯】在新兴电子制造工艺中，制造过程需要先进的材料，因为普通的半导体材料无法实现小型化和可持续性。多年来，先进集成电路封装每年都在缩小芯片的尺寸，并集成越来越多的功能。由于对嵌入式系统灵活性和定制化的需求日益增长，初创公司致力于新的系统架构和设计。实现印刷电子产品的技术也越来越受欢迎，3D打印由于其分散生产和快速原型制作能力而越来越受到关注。
同样，有机电子解决了全球对可持续性和生态友好型制造的关注。在设计和制造过程中，电子制造初创公司是率先采用人工智能（AI）和物联网（IoT）技术的先行者。


1.先进电子材料

几十年来，半导体行业一直依赖于硅，但硅材料的蚀刻、光刻和图案化的工艺提高是有限度的。因此，提高集成电路性能的创新来自新的材料和架构。目前，一些初创企业和规模化企业正在开发硅替代品和其他半导体材料或复合材料，如石墨烯和纳米材料，以实现高性能和高效率。

Odyssey开发GaN半导体材料

美国初创公司Odyssey Semiconductor制造高性能功率开关氮化镓（GaN）半导体材料。其GaN处理技术允许实现垂直电流传导GaN器件，将应用电压从1000V扩展到10 000V以上。
该性能远远超出了消费电子产品的应用范围，并进入了电动汽车（ev）、工业电机控制和电网应用等领域。

SixLine半导体公司将碳纳米管加工商业化

SixLine Semiconductor是一家总部位于美国的初创公司，致力于推进碳纳米管加工。这家初创公司制造半导体级碳纳米管，支持在任何基底上进行室温沉积。其技术特点是高堆积密度、紧密排列、高通量处理和选择性沉积。
这家初创公司的解决方案使电子制造商能够大规模生产高性能晶体管沟道，并在制造无线、计算和传感器组件中得到应用。

2.有机电子学

有机电子学比传统的无机电子学有巨大的优势。它们成本低廉、灵活、不可分解、光学透明、重量轻、功耗低。此外，可持续发展和环保制造意识的提高吸引制造商选择有机电子产品。用微生物成分设计电路或用可生物降解和可回收的材料生产设备被认为是下一个电子制造趋势。
此外，将有机材料应用于制造电子设备使电子制造商能够获得更安全、更少且更丰富的可用原材料。因此，有机材料能够为企业创造了新的商业机会，从长远来看肯定会给他们带来竞争优势。

Flask为有机电子设备提供材料

日本初创公司Flask开发用于各种产品的材料，如有机显示器、照明和太阳能电池。材料的应用案例包括电子传输材料、电子注入材料、发光材料、涂层材料和有机太阳能电池材料。
使用这些材料使设备制造商能够满足客户的需求，如高效率、低功耗、高可靠性和适应下一代材料。

Koala Tech开发有机半导体激光二极管

日本创业公司考拉科技（Koala Tech）开发有机半导体激光二极管。这家初创公司的激光二极管技术基于有机荧光半导体，这种半导体通常制造更容易、危害更小，而且加工成薄膜的速度更快。
它使制造商能够使用易于集成到有机发光二极管和有机电子平台的低成本光源。

3.人工智能

人工智能解决方案在各个领域都越来越受欢迎。人工智能通过两种方式影响半导体制造业的发展，一种是通过建立对创新人工智能电子元件的需求，另一种是通过增强产品制造和设计流程。传统方法在重塑产品开发周期、改进产品设计过程和减少缺陷方面具有局限性。但是AI的应用正在解决所有这些限制。
在生产线上实施预测性维护还可以让制造商减少停机时间。因此，人工智能是电子制造趋势中最重要的技术之一。

Cybord开发基于人工智能的元件检测软件

以色列初创公司Cybord提供基于人工智能的组件检测软件。这家初创公司使用人工智能驱动的视觉检测技术来实现这一目标。它能够对单个组件和整个组装产品进行材料采购、制造和缺陷管理。
在制造设施中实施该软件使电子公司能够确保每一个组装的组件都是真实的和未经篡改的。

Celus提供人工智能驱动的工程平台

德国初创公司Celus创建了一个人工智能工程平台，以自动化工程过程中的所有手动步骤。该创业公司的平台利用工程平台中可用的组件信息块自动找到配件组件。然后，只需轻轻一点，它就能设计并生成原理图和PCB布局规划。
该平台还设计为完全集成到现有的电子制造环境中，并自动完成从概念到设计的过程。总的来说，它允许制造商减少产品开发时间和开发过程的复杂性。

4.沉浸式技术

在电子制造的不同阶段，对人力的依赖程度很高，存在人为错误的可能性，这肯定会影响整体生产效率。采用沉浸式技术是克服这些挑战的有效解决方案。这种解决方案在所有可能的范围内检查设计对象，从而在设计阶段消除产品中的缺陷。
具体来说，它们在制造前检测电路中的设计错误以及常见的制造错误，包括长条、焊盘缺失和端子不足。此外，它有助于人员培训、原型开发和组件维护，并使操作员能够可视化工作流程。

inspectAR为PCB检测提供增强现实工具包

加拿大初创公司inspectAR提供了一个用于PCB制造和工作流测试的AR工具包。它获取PCB设计信息，然后使用AR将其与PCB样本的校准图像进行匹配。该软件与工具包一起确定PCB的位置。
此外，它通过增强现实格式检查棋盘。这使得电子公司可以在更短的时间内检查、调试、返工和组装PCB，而不会出错或受挫，从而提高了生产率。

Misterine提供基于AR的装配帮助

Misterine是一家捷克初创公司，为装配线提供增强现实软件。这家初创公司的解决方案通过一步一步的说明，直观地支持复杂的组装过程。此外，该系统是交互式的，并且计算机视觉能力立即检测到错误，以向其用户提供通知。
因此，这家初创公司的软件消除了人为错误，减少了总体工作量，并提高了装配实践的效率。

5.嵌入式系统

嵌入式系统是当今任何电子设备不可避免的一部分，它在决定设备的速度、安全性、尺寸和功率方面起着至关重要的作用。由于我们正处于互联世界的过渡阶段，因此对嵌入式系统的需求很高。
因此，此类系统的设计和制造部门正在进行大量创新，以提高性能、安全性和连接能力。此外，在电子制造设施中，这些系统对于增加机器控制和监控是有用的。

Dover Microsystems公司开发处理器级安全解决方案

美国初创公司多佛微系统公司（Dover Microsystems）提供安全解决方案，在处理器层面保护设备免受基于网络的攻击。这家初创公司基于硬件的技术通过监控和筛选基于一套安全、安全和隐私规则执行的每一条指令来保护主机处理器。
通过这种方式，它使处理器能够实时保护自己免受软件漏洞的利用。因此，将这种技术集成到嵌入式系统中，可以帮助制造商解决与设备安全相关的挑战。

Luos为分布式体系结构提供开源的实时编制器

法国初创公司Luos开发了一种用于分布式架构的开源实时orchestrator，以轻松设计、测试和部署嵌入式应用。这家初创公司的解决方案将硬件和软件功能封装为微服务。
因此，每个微控制器相互通信并相互识别，但保持相互独立。此外，启动提供了可重用的配置文件，并在硬件开发周期中提供了更多的灵活性。

6.印刷电子

在半导体衬底上印刷电子元件是降低制造过程总成本的最有效方法。因此，制造商总是试图通过寻找新技术和传统印刷技术的进步来应对这一挑战。
不像传统的半导体使用细小的电线作为电路，3D打印的电子设备依赖于导电墨水和柔性薄膜。此外，印刷技术的进步允许柔性混合电子领域获得足够的动力。因此，初创公司和规模化企业正在开发先进打印技术的解决方案。

Omniply为印刷电子产品开发分层技术

加拿大初创公司Omniply提供了一种分层技术（delamination technology），有助于将柔性电路从刚性载体上分离。它在柔性衬底上制造高性能电子器件，而不损害器件性能或改变制造基础设施。

与传统的分层方法相比，这种分层技术使得该过程更便宜且环保。此外，它通过使用传统的CMOS基础结构进行器件制造，克服了与印刷电子器件相关的分辨率和可靠性限制。

TracXon推进循环和混合印刷电子（HPE）

TracXon是一家荷兰初创公司，生产可持续和混合印刷电子产品。这家初创公司利用片对片（S2S）和卷对卷（R2R）印刷、光子烧结、模板印刷、元件组装等技术制造印刷电子产品。
这家初创公司的技术还具有更低的碳足迹，并在照明、汽车、医疗保健和电子行业得到了应用。


7.高级集成电路封装

近年来，随着芯片设计的发展，芯片封装已经成为一个热门话题。基于摩尔定律的传统设备扩展方式如今有其局限性。获得扩展优势的另一种方式是将多个复杂设备放入一个高级包中。因此，半导体制造商开发新的先进IC封装技术，在日益小型化的封装中提供更高的硅集成度。
这家初创公司还使制造商能够通过垂直堆叠模块化组件来提供定制和提高产量。此外，先进的IC封装优化了制造工艺，以平衡客户需求和总体成本。

PHIX提供光子集成电路（PIC）组装和封装

荷兰初创公司PHIX为光子集成电路提供组装和封装服务。为了使PICs成为光子模块的一部分，它需要连接到光纤、其他PICs、冷却解决方案和电子设备等组件。
PHIX公司设计并制造了满足这些连接的封装，允许半导体行业优化PIC和模块设计、工艺和设备，以及扩大生产规模。

Onto Innovation的集成电路封装设备

总部位于美国的Onto Innovation公司为半导体行业提供先进封装工艺制造设备。这家初创公司的解决方案JetStep W2300系统具有专业的大视场光学系统和关键的系统优势，可以在不限制分辨率的情况下提供最大的吞吐量。
这家初创公司使电子制造商能够应对IC封装挑战，以及器件性能、质量和可靠性问题。

8. 小型化电子

小型化能够应用于几个新的应用领域，包括医疗保健和汽车行业应用，在实现特定设备方面存在空间限制。以前，小型化概念受到实际操作、显示器和电池的限制，但不受内置电子设备的限制。
在保持速度、可靠性和效率的前提下，电子元件正在越小越好。这样，小型化的另一个重要方面是将越来越多的功能集成到单个组件中。例如，nanonet传感器和forksheet FET是小型化电子元件的两个最新发展。

Alixlabs提供一种基于ALE的纳米结构制造方法

瑞典初创公司AlixLabs提供了一种基于原子层蚀刻（ALE）的方法，用于制造特征尺寸低于20纳米的纳米结构。这家初创公司的技术实现了超越光学和电子束光刻分辨率限制的纳米结构制造。
该公司还为亚20纳米技术节点提供了一种经济实惠的晶体管沟道缩放方式。此外，这允许更高水平的器件集成，从而降低成本，提高速度，并降低器件的能耗。

Spectricity提供光谱检测解决方案

比利时初创公司Spectricity开发小型化集成光谱传感解决方案。这家初创公司的专利晶圆级超光谱滤波器技术，结合CMOS集成工艺，导致了小型化的传感器。
与其他解决方案不同，它的滤波器不需要复杂和庞大的光学器件或包装、慢速扫描或复杂的校准。因此，它可以生产与移动设备的尺寸、功耗和成本要求兼容的传感设备。

9.3D打印

电子工业中的增材制造消除了对电路板的需求。它可以实现传统方法无法实现的创新设计和形状。3D打印机还将电子元件制造为一个单一的连续部件，有效地创建了功能齐全的电子设备，只需要很少或不需要组装。
因此，这种电子制造趋势的实现加速了原型制作，提供了大规模定制，并分散了零件生产。总的来说，3D打印技术使3D设计方面的电子元件生产成为可能，不仅仅是2D，还有堆叠电路的新方法。

Vanguard Photonics为光子集成提供3D纳米制造

德国初创公司Vanguard Photonics为光子集成提供3D纳米制造。这家初创公司的技术通过实现小平面附加光束整形元件的原位打印，克服了大规模光子集成和系统组装的关键挑战。
该技术还能够精确适应非常不同的模式分布，并允许与成本有效的无源组装技术兼容的对准公差。这家初创公司自动化组装光子多芯片系统，具有高性能和多功能性。

ATLANT 3D Nanosystems公司提供原子层3D打印技术

丹麦初创公司ATLANT 3D Nanosystems开发原子层3D打印技术。它使材料、设备和微系统的开发和制造具有原子精度。这家初创公司的技术能够在简单和复杂的表面上逐个原子地进行打印。
因此，它能够实现多材料、原子级精度和高度可扩展的原子层制造，用于快速原型制作和微型和纳米器件的制造。

10.物联网

物联网的快速增长为物联网电子制造业带来了前所未有的机遇。它重新评估制造过程并管理常规方法难以实现的实践。在其他方面，物联网使电子制造机器能够在数字连接的同时进行自我处理和存储数据。
传感器的制造也需要不断改进，因为传感器是实现物联网应用的关键组件。此外，向5G设备的过渡需要完美、创新的芯片，以及更低成本、更高效的架构。

Analogue Smith为物联网传感器节点开发集成电路

新加坡初创公司Analogue Smith专门从事物联网传感器节点的集成电路设计。这家初创公司为集成电路提供基于互补金属氧化物半导体（CMOS）的RF、模拟和数字功能集成。
这种基于CMOS的方法允许制造商在不影响性能要求的情况下降低成本。

Meyvnsystems提供物联网通信系统

新加坡初创公司Meyvnsystems为物联网设备开发无线通信系统。这家初创公司根据通信距离、功耗和数据吞吐量要求，提供LTE Cat-M、NB-IoT、无线LAN、蓝牙和5G系统。
这使得物联网制造商能够减少内部通信系统设计，并缩短开发周期。

在科技创新浪潮中，未来制造商的主要关注点是如何为特殊应用制造高效和小型化的元件，为高质量制造提供最有效的工具和流程。其中，先进材料的使用和先进包装印刷技术的采用有助于实现这些目标，向有机电子产品的过渡使公司能够解决全球对电子废物和可持续性的关注。其他创新也在影响该行业，如大数据和分析，以改善决策过程，优化智能制造实践和产出。（编辑：镨元素）