软性电子的转折点即将来临

如果我们能掌握机遇、克服仅存的挑战，软性电子技术可望在接下来五年迎接最令人兴奋的进展！

软性电子是借由在软性基板上添加适当的材料层来制作，相较于矽晶片制程，所需步骤较少，温度也低得多；软性电子的主诉求是成本比目前的电子元件低许多倍，此外我们也能将各种应用直接整合在任何一种材料中，而且是以任何形状。

如果我们成功了，将掀起一场新革命──我们能把所有的物品变得智慧化；而从笔者从实验室所看到的，相关技术进展快速、方向也正确。而我认为软性电子目前得克服的主要挑战，是如何扩展初生技术，赋予其更多内涵，同时更具能源效益；我们知道这在理论上是可行的，但还需要有耐心地探索与微调。

以下是我与其他研究人员希望能达成的几个目标：

让电晶体更小、电路更密集。到目前为止，我们只证实了最多能内含几千个电晶体的少数电路，我们仍在软性电子的“摩尔定律”(Moore’s Law)起点，而且应该要能进展到每平方公分1万甚至100万个电晶体，而且成本只要1美分。这样的密度才能让事情开始变得有趣，我们才能开始打造强大、创新的应用。

对于功耗有更好的掌控。目前我们拥有的软性电子最佳材料，是n型薄膜半导体；这种能传导电子的材料可让电流在源极与汲极之间流动，但不同于矽晶片的CMOS技术，我们尚未有相对的p型材料，能抵销并阻挡数位电路中的电流。

在我们的软性电路中，总是会有在电源与接地之间流动的电流；在近期与中期，我的研究会聚焦于寻找只有n型电晶体、但是能降低寄生漏电流的电路解决方案。针对复杂电路，应该有可能把功耗降低10到100倍。

开发新的制造技术与工具。今日，大规模软性电子量产是显示器制造商的天下，这些厂商的生产设备能制作出微米等级的特征尺寸，如果我们想把电晶体做得更小、电路更密集，我们需要达到次微米等级的特征尺寸，因此会需要开发新一代的工具与生产线，设备制造商与制造业者需要加快速度。

在应用方面，以下有三种我认为软性电子有助于开发的项目：

高密度显示器。可应用在能弯折、卷起的表面，眼镜…甚至是隐形眼镜；高品质的AR/VR体验会需要更小、排列更紧密的画素，比我们目前所生产的密度再高一个量级。

医疗保健用可穿戴装置或贴片，能接触皮肤、量测人体的生理参数；例如能持续监测伤口愈合、不会干扰病患日常生活的贴片。长期来看，那些装置甚至可能取代智慧手表。

内建储存、感测与资料处理功能的标签。想像我们能设计一种可贴在蔬果、食品包装上检测食物品质的标签，你会需要一颗能量测多种参数的感测器，甚至需要具备一些化学处理功能；此外你也会需要感测器电路以及电池，在标签不在天线范围内的时候支援资料分析。这种装置可能会是物品级(item-level)物联网的开始。

以上的应用都已经能使用矽晶片，或许要以软性电子达到同样的复杂程度，还有一段很长的距离，但我们若能将密度提升到理想中的等级，而且能开始推展软性电子的“摩尔定律”，我们的梦想终有一天会实现。