如果我們能掌握機(jī)遇、克服僅存的挑戰(zhàn)，軟性電子技術(shù)可望在接下來五年迎接最令人興奮的進(jìn)展!

軟性電子是借助在軟性基板上添加適當(dāng)?shù)牟牧蠈觼碇谱?，相較于硅芯片制程，所需步驟較少，溫度也低得多;軟性電子的主訴求是成本比目前的電子組件低許多倍，此外我們也能將各種應(yīng)用直接整合在任何一種材料中，而且是以任何形狀。

如果我們成功了，將掀起一場(chǎng)新革命──我們能把所有的物品變得智慧化;而從筆者從實(shí)驗(yàn)室所看到的，相關(guān)技術(shù)進(jìn)展快速、方向也正確。而我認(rèn)為軟性電子目前得克服的主要挑戰(zhàn)，是如何擴(kuò)展初生技術(shù)，賦予其更多內(nèi)涵，同時(shí)更具能源效益;我們知道這在理論上是可行的，但還需要有耐心地探索與微調(diào)。

以下是我與其他研究人員希望能達(dá)成的幾個(gè)目標(biāo)：

讓晶體管更小、電路更密集。到目前為止，我們只證實(shí)了最多能內(nèi)含幾千個(gè)晶體管的少數(shù)電路，我們?nèi)栽谲浶噪娮拥哪柖?Moore’s Law)起點(diǎn)，而且應(yīng)該要能進(jìn)展到每平方公分1萬甚至100萬個(gè)晶體管，而且成本只要1美分。這樣的密度才能讓事情開始變得有趣，我們才能開始打造強(qiáng)大、創(chuàng)新的應(yīng)用。

對(duì)于功耗有更好的掌控。目前我們擁有的軟性電子最佳材料，是n型薄膜半導(dǎo)體;這種能傳導(dǎo)電子的材料可讓電流在源極與汲極之間流動(dòng)，但不同于硅芯片的CMOS技術(shù)，我們尚未有相對(duì)的p型材料，能抵銷并阻擋數(shù)字電路中的電流。

在我們的軟性電路中，總是會(huì)有在電源與接地之間流動(dòng)的電流;在近期與中期，我的研究會(huì)聚焦于尋找只有n型晶體管、但是能降低寄生漏電流的電路解決方案。針對(duì)復(fù)雜電路，應(yīng)該有可能把功耗降低10到100倍。

開發(fā)新的制造技術(shù)與工具。今日，大規(guī)模軟性電子量產(chǎn)是顯示器制造商的天下，這些廠商的生產(chǎn)設(shè)備能制作出微米等級(jí)的特征尺寸，如果我們想把晶體管做得更小、電路更密集，我們需要達(dá)到次微米等級(jí)的特征尺寸，因此會(huì)需要開發(fā)新一代的工具與生產(chǎn)線，設(shè)備制造商與制造業(yè)者需要加快速度。

在應(yīng)用方面，以下有三種我認(rèn)為軟性電子有助于開發(fā)的項(xiàng)目：

高密度顯示器?？蓱?yīng)用在能彎折、卷起的表面，眼鏡…甚至是隱形眼鏡;高質(zhì)量的AR/VR體驗(yàn)會(huì)需要更小、排列更緊密的畫素，比我們目前所生產(chǎn)的密度再高一個(gè)量級(jí)。

醫(yī)療保健用可穿戴裝置或貼片，能接觸皮膚、量測(cè)人體的生理參數(shù);例如能持續(xù)監(jiān)測(cè)傷口愈合、不會(huì)干擾病患日常生活的貼片。長期來看，那些裝置甚至可能取代智能手表。

內(nèi)建儲(chǔ)存、感測(cè)與數(shù)據(jù)處理功能的卷標(biāo)。想象我們能設(shè)計(jì)一種可貼在蔬果、食品包裝上檢測(cè)食物質(zhì)量的卷標(biāo)，你會(huì)需要一顆能量測(cè)多種參數(shù)的傳感器，甚至需要具備一些化學(xué)處理功能;此外你也會(huì)需要傳感器電路以及電池，在卷標(biāo)不在天線范圍內(nèi)的時(shí)候支持?jǐn)?shù)據(jù)分析。這種裝置可能會(huì)是物品級(jí)(item-level)物聯(lián)網(wǎng)的開始。

以上的應(yīng)用都已經(jīng)能使用硅芯片，或許要以軟性電子達(dá)到同樣的復(fù)雜程度，還有一段很長的距離，但我們?nèi)裟軐⒚芏忍嵘嚼硐胫械牡燃?jí)，而且能開始推展軟性電子的摩爾定律，我們的夢(mèng)想終有一天會(huì)實(shí)現(xiàn)。