全新的生产工艺:低成本的绿色技术
传统的以半导体硅材料为基的电子元器件有其得天独厚的优势,它们在速度、精密性和导电性方面都能达到令人满意的效果。但是,硅芯片的生产工艺却十分复杂——用精密的技术在大约5 平方毫米的薄硅片上制作数百个电路、在真空环境中生成圆柱形的纯硅晶体后切成0.5毫米厚的圆片——诸如此类的过程和环节都需要昂贵的技术和设备。
与此相比,塑料芯片的生产工艺则简单多了,其制造过程完全可以摆脱传统半导体真空制造工艺的束缚,而采用全新概念的、在常温常压下进行的喷墨印刷技术。这项技术把用于制造电路的材料通过液体的形式“印刷”到承载电路的基体表面上,再制成电路器件系统。由于该技术完全可以在低温、常压的环境下完成,加上可连续制造的工艺流程,塑料芯片的生产成本较传统芯片将大幅度地降低。
同时,传统的半导体器件生产大多要采用高温制膜和高温扩散等工艺,其中高温扩散工艺需要在大约1100摄氏度的高温下耗费几个小时才能完成。这个过程除了耗能耗时之外,还会对工业生产环境造成温场辐射和污染。而生产塑料芯片的喷墨印刷技术则可以解决这一弊端:它节能且环保。塑料芯片的生产过程一般在低温常压下即可完成,按照能耗与绝对温度的四次方关系(E∝T4),低温制造将数倍地降低生产所耗的总能量,从而带来可观的社会效益。同时,塑料芯片生产所用材料大多对环境没有任何污染,而且这些材料都会被定点“印刷”到基体上,使用率几乎达到100%,不会造成丝毫浪费。
喷墨印刷技术低能耗、无浪费的特点使其成为国际高级制造业中所追求的“绿色技术”。在世界性的能源警钟已经敲响,节能环保渐成共识的大背景下,这样的“绿色技术”将有更大的市场空间。