崔铮：“追梦”印刷电子
技术来源：科技中国 作者：段海望 时间：2012-08-27
长久以来，应用光刻腐蚀技术生产电子电路及元器件的传统方式，存在生产步骤冗长、原料浪费、环境污染严重等问题。近些年，世界范围的业内人士积极探索一条可以像印刷报纸那样大批量“印”制各种电子元器件和电子线路的途径，印刷电子技术应运而生。
新型印刷电子技术将印刷术与电子技术结合，以导电油墨替代传统油墨，通过印刷的方式在各种基材上印刷制备各种电子电路及元器件，开辟了一个全新的技术领域。
何为印刷电子技术
在业界有着广泛知名度，归国后在国内领衔印刷电子技术的中科院苏州纳米所崔铮告诉《科技中国》，传统所谓“印刷电路板”并不是印刷制造的，而是通过光刻、腐蚀等工艺制作。而现代印刷电子技术是真正采用类似印刷工艺来制造电子产品的技术，即将电子材料配成流动性的“油墨”，并采用印刷的方式制备成电子器件与系统。
谈及印刷电子技术的发展，崔铮介绍说，上世纪80年代，当有机导体与半导体材料被发现时，人们看到了未来信息电子器件有可能通过印刷制造的希望，因为有机材料一般可以制备成溶液形态，使其具有印刷油墨的特征，因而可以通过印刷导体与半导体材料制备信息电子技术的最基本的单元器件——晶体管，通过晶体管再构筑复杂的电子系统。
不过，印刷电子真正迅速发展起来是近几年的事情，其主要原因是无机纳米材料开始在印刷电子领域应用。
有机电子材料中只有一大类有机小分子材料具有较好的电子学性能，而这些有机小分子材料必须通过真空蒸发来制备电子器件。适合印刷的高分子有机电子材料，其电荷输运性能（电荷迁移率）总是比有机小分子材料差一个数量级。无机纳米材料则具有远远高于有机电子材料的电荷迁移率。而且无机纳米材料（纳米粒子、纳米线、纳米管等）可以较容易地制成墨水或油墨，然后用传统印刷方式制成图案。纳米材料本身的性质赋予了这些图案以电荷传输性能、介电性能或光电性能，从而形成各种半导体器件、光电与光伏器件。
印刷电子蓬勃发展的另一个原因，是印刷制备的电子器件具有不同于硅基微电子器件的一些特征，即大面积、柔性化与低成本。尽管印刷制备的晶体管的尺寸与性能远不如硅基晶体管，但其大面积、柔性化与低成本的优势是硅基集成电路所无法取代的。“印刷电子技术以及与之相关联的有机电子技术、柔性电子技术、透明电子技术，在未来10年将进入全面发展时期。”崔铮说。
印刷电子技术在中国
中国印刷电子技术产业起步相对较晚。事实上，在崔铮回国之前还处在缺人才，缺团队的萌芽状态。
2010年，中科院苏州纳米所“印刷电子技术研究中心”成立，这是国内首个致力于印刷电子技术研究的中心。该中心正是由中组部“千人计划”引进崔铮研究员之后逐步组建的，致力于在柔性塑料基体材料上的大面积印刷电子技术及其产业化应用研究。
高速发展的中科院苏州纳米所“印刷电子技术研究中心”在印刷电子研发方面有两个特点：一是强调基础研究与工程化技术研发并重，二是侧重基于无机纳米材料的印刷电子技术研发。
2011年年初，崔铮带领中心成立了产业化基地——苏州纳格光电科技有限公司，力求实现研发成果与产业化之间的无缝对接。
有了中科院苏州纳米所印刷电子中心这样的带头团队，国内对印刷电子这一新兴领域的关注度逐渐增加。2011年10月，由北京绿色印刷包装产业技术研究院与中科院苏州纳米所等国内21家企业、科研院所与大学共同发起的印刷电子产业技术创新联盟宣告成立，一个整合各方资源、推崇自主创新的机构诞生了，中国印刷电子产业迈出了历史性的一步。
2012年5月，中国作为9个具有投票权的主要成员国之一，出席了在韩国首尔召开的印刷电子国际标准工作委员会第一次会议。在此次会议上，中国争取到了印刷电子元器件标准工作组组长的位置，将负责组织印刷电子元器件方面的国际标准的提议、讨论与审核工作。崔铮作为特邀代表出席了会议。
作为中国印刷电子技术产业的旗手，得见中国印刷电子技术蓬勃发展，崔铮倍感欣慰：“在印刷电子这个新兴领域，国内与国外的差距并不太大。在无机纳米材料应用于印刷电子的研究方面，国内的研究与国外基本是同步的。中国首届印刷电子学术会议始于2010年，仅比国外同类学术会议晚了1年。今年9月，我们将在苏州举办第三届印刷电子研讨会。”
印刷电子技术的产业化前景
据英国I D T e c h E x 预测， 全球印刷电子市场到2027年将达到3300亿美元。
崔铮表示，印刷电子是一项应用性新兴技术。国外近年来对印刷电子的高度重视，主要是看好这一技术向实用化与市场化发展的广阔前景。工业界对印刷电子的兴趣也胜于科技界。
从技术层面来看，无机纳米材料为印刷电子产业化带来了希望。无机纳米材料的合成技术已经相当成熟，而且材料供应来源充足。将无机纳米材料做墨水化处理的技术要比探索合成新型高性能有机电子材料相对容易得多。而且这些无机纳米材料具有良好的环境稳定性。只是，在印刷后保持纳米材料原有的电学性能是印刷电子学研究亟待解决的问题。
从技术可应用领域来看，凡是能够用印刷方法取代传统电子学制造方法的领域都可以归入印刷电子的范畴。相较于传统电子学制造方法即目前硅基微电子集成电路的制造方法，包括光刻与刻蚀等一系列微纳加工技术，印刷方法带来的不仅仅是终端产品的大面积、柔性化与低成本特征，而且包括制造方法本身的绿色环保特征。印刷电子可以产业化的领域是相当广泛的。
崔铮介绍说：“印刷电子技术最直接的应用实例是用印刷取代印刷电路板的制造工艺。目前制作印刷电路板的工艺是在镀铜树脂版上通过光刻和腐蚀形成电路图案。大量有毒腐蚀废液的处理成为环保的难题。用印刷直接形成电路图案，既可避免使用腐蚀工艺，实现绿色环保，又可节约大量铜材。”
据悉，崔铮创立的苏州纳格光电科技有限公司作为中科院苏州纳米所印刷电子中心科技成果向产业化转移的基地，根据市场对触摸屏的大量需求，已经成功开发出印刷纳米银的柔性透明导电膜技术。该技术可取代目前高成本、高能耗、高污染的ITO透明导电膜制备技术，是印刷电子产业化的一个成功实例。
崔铮表示，印刷电子的产业化前景非常光明，关键是找到合适的切入点，既能体现出印刷制备方法的优越性，又有实实在在的市场需求。从长远来看，印刷电子还可以创造出新的市场，因为印刷电子产品的大面积、柔性化包括透明化等新颖特性有可能培育出新的消费需求。苹果公司iPhone 的成功就是最好的例证。
载梦归来
在归国之前，崔铮曾任英国卢瑟福国家实验室微结构中心首席科学家，是英国卢瑟福实验室第一个获得永久职位的中国人，在那里工作16年，其中担任团队带头人达10年之久，出版有4本专著，算得上功成名就。
在正式归国工作之前，崔铮一直与国内学术界保持着密切的交流。自1994年以后，他每年回国3至4次，被国内多所大学聘为客座教授。作为国际著名微纳米加工科学家，崔铮为推动我国微纳米加工技术产业的发展做出了杰出的贡献。他先后于2005年和2009年出版中文版《微纳米加工技术及其应用》，此书被业界推崇为微纳米加工领域的标准教科书。从2005年开始，崔铮在中科院物理所开办的微纳米加工技术讲习班授课，每两年一次，全国各地每次参加讲习班的单位达五六十家，人数接近400人。崔铮对我国微纳米加工技术的人才培养同样做出了积极的贡献。
虽然在国外的日子过得顺风顺水，不过崔铮并未能拥有可以完全展现自己的舞台，而国内近些年的发展形势非常好，对科学研究有了更大的包容空间，于是他决定正式归国开辟全新的研究方向——印刷电子技术。
2009年10月，崔铮作为中科院苏州纳米所第一个“千人计划”人选正式回国工作。而之所以选择坐落于苏州工业园区的中科院苏州纳米所，因为这里是中国纳米技术产业最为集中的区域，中国纳米技术产业创新基地正在此打造。这里拥有近2000名纳米技术专业人才，未来还将是一座“纳米之城”。
崔铮说：“我本科、硕士生涯都是在南京度过的，与江苏有着10年的情缘。尽管我是北方人，江南的气候、饮食、人文环境都是我所熟悉而且喜欢的。北京、上海、广州这些城市有许多的人才，或许苏州更需要我。而且我回国之后发现，苏州工业园区规划合理，生活环境跟国外十分相似，这里的主管机构与领导服务意识强，苏州纳米所的办事效率也非常高，应该说这里更适合我。”
领军中国印刷电子技术
鉴于其对我国印刷电子产业发展所发挥的作用，崔铮被誉为中国印刷电子技术的领军人。
经过短短一年多的发展，中科院苏州纳米所“印刷电子技术研究中心”即升格为印刷电子学研究部，由其开发的柔性透明导电膜也已临近大规模量产阶段。
崔铮的事业推进能够如此“ 高效”，主要得益于他对事业的前瞻视野和科学规划。在正式归国之前，崔铮已经规划好研究中心的发展方向、学科布局，中心近期、中期、长期的阶段部署都有明确的规划。归国后，他按照规划部署搭建学科架构、招聘相应的人才，很少走弯路。
此外，崔铮曾在国外担任科研团队负责人10年，在管理、用人方面有自己的一套方法。他根据中心架构与研究发展需要选择对应的人才。他组建的队伍多为年轻人，没有什么“牛人”，他积极为这批年轻人提供发挥的舞台，帮助他们成长，队伍的执行力非常强。崔铮也深受下属的信任与爱戴。今年3月，崔铮带领团队成员集体编著的中国第一本印刷电子学专著《印刷电子学：材料、技术及其应用》由高教出版社出版。
崔铮表示，印刷电子技术是应用性很强的技术，需要与产业紧密结合，这也是他创办苏州纳格光电公司的出发点。而他在经营企业方面坚持的理念是，开发一个技术首先需要能被市场认可，而一旦技术被市场认可，就应当迅速产业化，这包括借助成熟产业的外力。他承认，自己首先是个科学家，自己的特长在科研，在做企业方面还在边干边学。
崔铮也是个热爱生活的人，每星期去3次健身房，喜欢爬山，已利用周末时间将苏浙皖的山探访了个遍。能够把生活与工作同时经营得别样精彩，这体现了他的生活智慧。
一个饱含爱国热情的美丽梦想，一份属于科学家的想做点事情的朴素心愿，加之明确的规划和科学有力的执行，崔铮扛起了中国电子印刷技术产业的大旗。
不过，面对中国印刷电子产业发展的一些困境，崔铮也满怀焦虑。他吁请政府给予印刷电子产业积极扶持：“印刷电子的发展需要科技界与产业界的共同努力，更离不开政府的引导与顶层设计。”
原文请见：http://www.kejizhongguo.org/2012/0RG345J2012_2.shtml
