Opublikowany ostatnio raport IDTechEx pt. „Rynki atramentu przewodzącego 2023-2033” w sposób kompleksowy prezentuje kluczową technologię materiałową, która leży u podstaw zarówno fotowoltaiki, jak i rozwijającej się dziedziny drukowanej elektroniki. W oparciu o wywiady z ponad 30 firmami raport ocenia rynek dla każdego z 8 różnych rodzajów atramentu przewodzącego w 15 różnych zastosowaniach.
Typy atramentów przewodzących obejmują między innymi srebro na bazie płatków i nanocząstek, miedź oraz materiały rozciągliwe (termoformowalne). Wśród najczęstszych zastosowań wymienić możemy: fotowoltaikę, wiele rodzajów drukowanych czujników, elastyczną elektronikę hybrydową FHE, elektronikę IME oraz RFID i inteligentne opakowania. Szczegółowa segmentacja zapewnia jasny obraz stanu rynku dla każdego rodzaju atramentu i przyszłych możliwości jego rozwoju. Rynek jako całość jest obecnie wyceniany na 2,7 miliarda dolarów, przy czym przewiduje się, że do 2033 roku jego wartość wzrośnie do poziomu 4,5 miliarda dolarów. Szacuje się, że wzrost będzie pochodził przede wszystkim z pojawiających się nowych zastosowań w elektronice drukowanej, a nie z krzemowej fotowoltaiki.
Podstawowy wgląd pochodzący z wywiadów z poszczególnymi graczami – od graczy o ugruntowanej pozycji po innowacyjne start-upy – jest zawarty w ponad 30 szczegółowych profilach firm, które obejmują omówienie technologii i modelu biznesowego wraz z analizą SWOT. Dodatkowo raport zawiera analizę parametrów atramentu przewodzącego w oparciu o bazę danych ponad 100 materiałów, która obejmuje czas utwardzania, przewodnictwo i lepkość. Wraz z segmentacją dostawców według rodzaju atramentu zestawienie może okazać się pomocne w uzyskaniu kompleksowego obrazu globalnego rynku atramentu przewodzącego.
Rozwój techniczny
Atramenty przewodzące na bazie płatków to od dawna technologia szeroko stosowana do metalizacji górnej powierzchni paneli fotowoltaicznych w celu ekstrakcji ładunku. Jest jednak mało prawdopodobne, aby rynek ten nadążył za rozwojem paneli fotowoltaicznych – nowe technologie rozwijają się w celu zmniejszenia wymaganej ilości srebrnego atramentu. Zamiast tego znaczna część wzrostu będzie prawdopodobnie pochodziła z pojawiających się aplikacji w obszarze drukowanej elastycznej elektroniki.
Poszerzenie zastosowań stwarza możliwości dla pojawiających się nowych formuł atramentu przewodzącego, które mają na celu spełnienie określonych wymagań aplikacji. Wśród nich warto wymienić bezcząsteczkowe farby tworzące gładką, cienką warstwę przewodzącą, idealnie nadającą się do ekranów i anten EMI o wysokiej częstotliwości. Bardzo niska lepkość materiału sprawia, że farby te doskonale nadają się również do technik osadzania o wysokiej rozdzielczości takich jak druk aerozolowy. Inną formułą zdobywającą popularność są atramenty przewodzące na bazie nanocząstek, które zapewniają wyższy stopień przewodzenia umożliwiając projektowanie bardziej zwartych obwodów oraz płynny żel metalowy tworzący idealną rozciągliwą farbę. Z upływem czasu jej oporność nie zwiększa się – przewodząca ciecz przepływa, dopasowując się do zmiany wymiarów. Rozwiązanie to znajduje zastosowanie w przypadku czujników tensometrycznych. Na uwagę zasługują też farby na bazie miedzi z dodatkami zapobiegającymi utlenianiu podczas spiekania. Materiały miedziane są szczególnie odpowiednie tam, gdzie głównym determinantem produkcji jest koszt, co ma miejsce m.in. w przypadku anten RFID i inteligentnych opakowań.
Możliwości zastosowania
Jako technologia dla elektroniki drukowanej, atramenty przewodzące mogą być wykorzystywane w niezwykle szerokim zakresie zastosowań obejmującym rozmaite branże rynkowe, od opieki zdrowotnej po energetykę. Omawiany tu raport dzieli przestrzeń aplikacji materiałów przewodzących na 15 segmentów, z których każdy przedstawia: wprowadzenie do aplikacji; ocenę stanu technologicznego i handlowego; wymagania dla konkretnego zastosowania; przykłady atramentów przewodzących przeznaczonych dla danego sposobu użycia oraz prognozę rynkową, w tym przyjęcie różnych rodzajów atramentu w stosownych przypadkach.
Ze względu na potencjał szybkiego wzrostu oraz wymagania dotyczące specjalistycznego atramentu pozwalającego na zróżnicowanie, wśród najbardziej obiecujących zastosowań możemy wymienić elektroniczne plastry do aplikowania na skórę przeznaczone do zdalnego monitorowania stanu zdrowia, czujniki odkształcenia i elektronikę IME.
Perspektywy rozwoju
Zdaniem autorów opracowania rozwój elektroniki drukowanej, elastycznej i hybrydowej, zwłaszcza tam, gdzie umożliwia ona nowe zastosowania i nowe modele biznesowe, będzie napędzał wzrost rynku atramentów przewodzących w ciągu następnej dekady. Wiele nowych zastosowań, takich jak elektronika w formie, e-tekstylia i anteny wysokiej częstotliwości, ma określone wymagania dotyczące atramentu, które dają możliwość zróżnicowania finalnych produktów.
Specjaliści tworzący raport starali się dostarczyć odpowiedzi na istotne z punktu widzenia rozwoju rynku pytania. Wśród nich pojawiły się zagadnienia dotyczące między innymi: rodzajów atramentów przewodzących; wpływu wzrostu cen srebra na rynek atramentu; wymagań dla każdego zastosowania przewodzącego; ilości zużycia materiału; technologicznej i rynkowej gotowości poszczególnych aplikacji oraz identyfikacji kluczowych uczestników rynku.
Firma IDTechEx ma 20 lat doświadczenia w zakresie elektroniki drukowanej i elastycznej, w tym atramentów przewodzących. Analitycy uważnie śledzili najnowsze osiągnięcia zarówno w technologii, jak i na powiązanych rynkach, przeprowadzając wywiady z wieloma dostawcami i użytkownikami oraz uczestnicząc w konferencjach poświęconych elektronice drukowanej takich jak LOPEC i FLEX. Omawiany w artykule raport zawiera pełny obraz krajobrazu rynku atramentów przewodzących, a jego celem jest pomoc w opracowywaniu i pozycjonowaniu produktów.
Matt Dyson
Opracowanie: BZ
Alfa-Print Sp. z o.o.
ul. Świętokrzyska 14A
00-050 Warszawa
