在經(jīng)歷多次挫折后，薄膜電晶體(TFT)電路開發(fā)人員近日聲稱取得了重大的突破，并表示將在不久后就可使該技術(shù)投入市場。如果成功的話，這種新技術(shù)將可實現(xiàn)極具前景且低成本的電子報紙、顯示器、標(biāo)簽、RFID標(biāo)簽、感測器、智慧卡，甚至是可編程的壁紙。  

但這次的主張聲明會真的實現(xiàn)嗎，抑或只是噱頭罷了？  

多年來，支持者們一直宣稱薄膜電晶體電路，以及更廣泛的印刷或塑料電子等，將會是基于晶圓的晶片之下一代產(chǎn)品。該技術(shù)能夠使用噴墨涂布和聚合物油墨在系統(tǒng)、顯示器或其他任何物體表面印制出便宜、低密度的晶片。因此，這種技術(shù)能使IC晶片更加普及，并催生出許多新興應(yīng)用。  

盡管過去幾年來已針對該技術(shù)的研發(fā)投入了上百萬美元的資金，但包括英特爾(Intel)等許多公司至今都未能實現(xiàn)薄膜電晶體電路的商用化生產(chǎn)。雖然這些電晶體能在實驗室中正常運作，但至今還沒有任何一家公司可針對商用市場“銷售任何產(chǎn)品”，諮詢公司IDTechEx主席Peter Harrop表示。  

在日前舉行的‘美國印刷電子會議’(Printed Electronics USA)上，3T Technologies、Kovio、Orfid、PolyIC、意法半導(dǎo)體(ST)等薄膜電子和其他相關(guān)公司們均針對范圍廣泛的應(yīng)用場合詳述印刷電子的各種用途。供應(yīng)商們宣稱他們已經(jīng)解決了與該技術(shù)相關(guān)的許多問題，包括電晶體性能不足、遷移率不佳以及聚合物材料的整合問題。  

目前已有超過150家廠商分別以各種不同的形式爭相開發(fā)該技術(shù)。許多公司正積極爭取其于薄膜電晶體和記憶體市場的佔有率，根據(jù)IDTechEx的預(yù)測，該市場將從目前近乎于零的成長率攀升到2009年約有4,000萬美元，而到2017年可望達(dá)到80億美元。  

在廣泛的印刷電子市場中，薄膜電晶體電路領(lǐng)域是相當(dāng)具有前景的技術(shù)之一。印刷(或塑料)電子是一種廣義的用語，它代表了透過噴墨印表機(jī)或類似方式在系統(tǒng)上沉積簡單電子電路的方式。  

IDTechEx認(rèn)為，廣泛的印刷電子市場還包括了導(dǎo)電墨水、電泳顯示器、OLED、薄膜光電，以及電晶體電路與記憶體。整體而言，IDTechEx預(yù)測，包括有機(jī)、無機(jī)和化合物的整個印刷電子市場預(yù)計將從2007年的18億美元成長到2017年的481.8億美元。  

IDTechEx公司指出，其中，成長最快的市場領(lǐng)域是薄膜電晶體和記憶體。與傳統(tǒng)硅晶不同的是，薄膜電晶體電路并不使用結(jié)晶或非晶硅，而是以基于有機(jī)或無機(jī)化合物的薄膜產(chǎn)品來實現(xiàn)可撓性電路。  

“這些電晶體是實現(xiàn)一個巨大新興市場的關(guān)鍵，而這是採用硅晶片所永遠(yuǎn)難以達(dá)到的?！盚arrop在最近的一份報告中提道?！靶率诫娋w可沉積在低成本的可撓性基板、鋁或不銹鋼箔片上。目前，它們的體積要比現(xiàn)有的硅晶電晶體更大得多，但它們的成本只有幾百分之一，而且更輕且薄?！?nbsp; 

但薄膜電晶體也有一些缺點。例如電晶體的速度仍受限在數(shù)十兆赫頻率范圍內(nèi)。在德國Fraunhofer學(xué)院所發(fā)表一篇有關(guān)實體測量技術(shù)的論文中指出：“有機(jī)薄膜電晶體的可靠性和穩(wěn)定性是目前最大的問題。一些還未能被完全理解的典型問題是遷移率經(jīng)常被減弱，而電晶體的閾值電壓和次閾值范圍也對環(huán)境條件非常敏感。”  

基于上述各種理由，開發(fā)人員始終未能實現(xiàn)該技術(shù)的商用化。例如在2001年，新創(chuàng)企業(yè)FlexIC試圖在塑料基板上開發(fā)半導(dǎo)體，以用于平面顯示器和相關(guān)應(yīng)用。但到了2005年底，這家獲英爾公司贊助部份資金的FlexIC公司只能關(guān)門歇業(yè)，并上網(wǎng)拍賣其資產(chǎn)。  

另一個運氣不佳的例子是1994年成立的Opticom公司。挪威的Opticom公司主要開發(fā)多層、非揮發(fā)性聚合物記憶體系統(tǒng)，該公司與英特爾在1999年時簽署了商用化聚合物記憶體技術(shù)的合作協(xié)定。但由于將聚合體材料導(dǎo)入硅晶代工廠環(huán)境后所產(chǎn)生的問題，使得英特爾在2005年時終止了此項合作關(guān)係。  

瑞典的Thin Film Electronics AB公司原是Opticom公司在瑞典的一個研究分支機(jī)構(gòu)，自從2006年獨立后就一直從事低成本、全聚合非揮發(fā)性可復(fù)寫記憶體的生產(chǎn)。該公司并正研究RFID標(biāo)簽、智慧型標(biāo)簽和其他應(yīng)用，完全放棄了其先前與英特爾合作所進(jìn)行的一項基于硅晶的大規(guī)模通用記憶體研發(fā)工作。  

薄膜電晶體取代現(xiàn)有的半導(dǎo)體記憶體可能性并不大，Thin Film Electronics公司執(zhí)行董事Rolf Aberg表示?！暗鼘⒊蔀榘雽?dǎo)體技術(shù)的一種互補(bǔ)技術(shù)，將可開創(chuàng)出新興的應(yīng)用領(lǐng)域。”  

例如，比利時的Cartamundi Group就計劃使用Thin Film Electronics公司的技術(shù)，以應(yīng)用于其新一代獨立式游戲卡上的沉積記憶體電路，可讓用戶更方便透過網(wǎng)際網(wǎng)路玩線上游戲。  

Thin Film Electronics公司正裝配其制造基礎(chǔ)設(shè)備，以使其技術(shù)可投入市場。而就在不久前，比利時的Agfa和Thin Film Electronics公司也共同宣布將進(jìn)一步強(qiáng)化材料性能，以實現(xiàn)印刷記憶體元件的大量生產(chǎn)。  

Thin Film Electronics公司最近還與南韓的InkTec公司簽署了合作協(xié)定，其合作重點在于最佳化InkTec公司的銀墨，以用在Thin Film Electronics公司的記憶體單元電極上。  

意法半導(dǎo)體最近也宣布開發(fā)出其獨立式薄膜電晶體電路系列的第一款產(chǎn)品。透過有效整合奈米印刷微影和噴墨列印技術(shù)，該公司成功地開發(fā)出一個4位元的算術(shù)邏輯單元、一個全加法器和一次性可編程元件，ST公司的研發(fā)專桉經(jīng)理Luigi Occhipinti透露。  

Occhipinti坦承，在該技術(shù)投入量產(chǎn)前還有許多困難必須克服。除了電晶體性能不佳以外，他在近日舉行的會議演講中提到“n型有機(jī)材料欠缺穩(wěn)定性”。  

因此，薄膜電路的首款應(yīng)用可能不是一項獨立式元件，而是蓬勃發(fā)展中的RFID領(lǐng)域產(chǎn)品。新創(chuàng)企業(yè)Kovio公司在此次會議上打破沉默，發(fā)佈了基于硅晶的薄膜電晶體技術(shù)──，一款低成本的RFID標(biāo)簽。  

目前的RFID標(biāo)籤單價約為每單元15美分。利用傳統(tǒng)的技術(shù)也“無法使單價低于10美分”，Kovio公司執(zhí)行長Amir Mashkoori表示。但Kovio公司的技術(shù)卻能使RFID標(biāo)籤的成本在2008年投入量產(chǎn)后降至5美分，他說。最終的目標(biāo)是將標(biāo)籤單價降至每單元1美分。  

PolyIC GmbH&Co.KG公司在該大會上宣稱在此域上的發(fā)展已經(jīng)超越過Kovio公司。PolyIC正開發(fā)的薄膜元件是採用相當(dāng)先進(jìn)的捲軸式製程所製造的。該公司力捧兩種有機(jī)晶片：一種是具有4位元記憶體的13.56MHz元件PolyID；另一種則是用于‘智慧型物件’的PolyLogo。  

第一款產(chǎn)品可望在年底前出樣，PolyIC公司應(yīng)用部門負(fù)責(zé)人Wolfgang Clemens表示。他并未明示該公司RFID標(biāo)籤的定價，但透露了其目標(biāo)價格是趨近于“幾美分左右”。  

此外，該技術(shù)的另一個新興市場是顯示器。新興的Orfid宣稱該公司已經(jīng)開始針對顯示器市場推出第一批元件。  

Orfid公司所開發(fā)的有機(jī)電子技術(shù)稱為‘垂直有機(jī)場效電晶體’(VOFET)。由于其架構(gòu)以及使用其制造中的導(dǎo)電聚合物，VOFET可提供與傳統(tǒng)硅晶電晶體類似的性能，但生產(chǎn)成本卻可顯著降低，Orfid公司表示。  

另外一種新方法是由新創(chuàng)企業(yè)3T Technologies公司所開發(fā)的。3T Technologies正致力于開發(fā)通用元件平臺與製程，以應(yīng)用透明的傳導(dǎo)氧化物材料，從而實現(xiàn)該公司所謂的‘透明薄膜技術(shù)’或‘不可見電路’。  

根據(jù)3T Technologies公司表示，“最初採用以氧化鋅材料為主的主動式透明半導(dǎo)體元件，使得元件的結(jié)構(gòu)和制造方法能夠為透明邏輯電路和顯示畫素轉(zhuǎn)換提供一種基本的建構(gòu)模組，可支援各種廣泛的顯示媒介?！?nbsp; 

圖說：根據(jù)IDTechEx公司預(yù)測，2027年的整體印刷電子市場規(guī)?？赏_(dá)到3,303億美元。屆時，嵌入各種印刷電子的服飾即將出現(xiàn)。