Эти тенденции включают органическую электронику, искусственный интеллект, Интернет вещей, электронику, напечатанную на 3D-принтере, и многое другое.

В целом, основным направлением деятельности мировых производителей электроники является создание эффективных и миниатюрных компонентов для специализированных приложений. Использование современных материалов и внедрение передовых технологий упаковки и печати в производстве способствует достижению этих целей.

Аналогичным образом, переход на органическую электронику позволяет компаниям решить глобальную проблему электронных отходов и устойчивого развития.

Обзор 10 основных тенденций в электронной отрасли с описанием разработок 20-ти перспективных мировых стартапов электроники:

Инновационные электронные материалы

Полупроводниковая промышленность десятилетиями полагалась на кремний, но возможности травления, литографии и создания шаблонов на кремниевом материале ограничены. В результате инновации, направленные на повышение производительности интегральных схем, возникают благодаря новым материалам и архитектурам.

Стартапы и компании, занимающиеся масштабированием, разрабатывают альтернативы кремнию и другие полупроводниковые материалы или композиты, такие как графен и наноматериалы, для обеспечения высокой производительности и эффективности.

• Стартап-компания Odyssey Semiconductor разрабатывает полупроводниковый материал на основе нитрида галлия (GaN)

Американский стартап Odyssey Semiconductor разрабатывает высокопроизводительный полупроводниковый материал на основе нитрида галлия (GaN) для коммутации мощностей. Технология обработки GaN позволяет создавать GaN-приборы с вертикальной проводимостью тока, расширяющие диапазон рабочих напряжений с 1000 В до более чем 10 000 В.

Его применение выходит далеко за рамки бытовой электроники и распространяется на такие области применения, как электромобили, управление промышленными двигателями и энергосети.

• Компания SixLine Semiconductor выводит на рынок технологию обработки углеродных нанотрубок

SixLine Semiconductor — американский стартап, развивающий технологию обработки углеродных нанотрубок. Стартап производит углеродные нанотрубки полупроводникового качества, которые можно наносить на любые подложки при комнатной температуре. Его технология отличается высокой плотностью упаковки, высокой точностью выравнивания, высокой производительностью и селективным осаждением.

Решение стартапа позволяет производителям электроники массово производить высокопроизводительные транзисторные каналы и находит применение в производстве беспроводных, вычислительных и сенсорных компонентов.

Область органической электроники

Органическая электроника обладает огромными преимуществами по сравнению с традиционной неорганической электроникой. Она экономична, гибка, нерастворима, оптически прозрачна, лёгкая и потребляет мало энергии. Кроме того, растущая осведомлённость об устойчивом развитии и экологичном производстве привлекает производителей к выбору органической электроники.

Разработка схем с использованием микробных компонентов или производство устройств из биоразлагаемых и перерабатываемых материалов, по всей видимости, станет следующим трендом в производстве электроники.

Более того, применение органических материалов для производства электронных компонент позволяет производителям электроники использовать более безопасное, менее затратное и более доступное сырье. Это открывает новые бизнес-возможности для компаний и, несомненно, обеспечит им конкурентное преимущество в долгосрочной перспективе.

• Компания Flask предлагает материалы для устройств органической электроники

Японский стартап Flask разрабатывает материалы для применения в различных продуктах, таких как органические дисплеи, осветительные приборы и солнечные элементы. Примерами таких материалов являются материалы для переноса электронов, материалы для инжекции электронов, светоизлучающие материалы, материалы покрытий и органические материалы для солнечных элементов.

Использование этих материалов позволяет производителям устройств удовлетворять такие требования клиентов, как высокая эффективность, низкое энергопотребление, высокая надежность и адаптация к материалам нового поколения.

• Стартап-компания Koala Tech разрабатывает органический полупроводниковый лазерный диод

Японский стартап Koala Tech разрабатывает органический полупроводниковый лазерный диод. Технология лазерных диодов стартапа основана на органических флуоресцентных полупроводниках, которые, как правило, проще, менее вредны и быстрее перерабатываются в тонкие плёнки.

Это позволяет производителям использовать недорогой источник света, который легко интегрируется в OLED и органические электронные платформы.

Искусственный интеллект (AI)

Решения на основе ИИ набирают популярность во всех секторах. ИИ влияет на рост производства полупроводников двумя способами: во-первых, за счёт повышения спроса на инновационные электронные компоненты с поддержкой ИИ, а во-вторых, за счёт оптимизации процессов производства и проектирования продукции. Традиционные методы имеют ограничения в плане оптимизации циклов разработки продукции, оптимизации процессов проектирования и снижения количества дефектов. Однако применение ИИ устраняет все эти ограничения.

Внедрение предиктивного обслуживания на производственных линиях также позволяет производителям сократить время простоя. Таким образом, искусственный интеллект является одной из важнейших технологий среди тенденций в производстве электроники.

• Компания Cybord разрабатывает ПО для проверки компонентов на основе искусственного интеллекта

Израильский стартап Cybord предлагает программное обеспечение для инспекции компонентов на основе ИИ. Для этого стартап использует технологию визуального контроля, основанную на искусственном интеллекте. Cybord способен осуществлять поиск материалов, производство и управление дефектами как отдельных компонентов, так и всего собранного изделия.

Внедрение этого программного обеспечения на производственных предприятиях позволяет компаниям, производящим электронику, гарантировать, что каждый собранный компонент является подлинным и неподдельным.

• Стартап-компания Celus предлагает инженерную платформу на базе ИИ

Немецкий стартап Celus создаёт инженерную платформу на базе искусственного интеллекта для автоматизации всех ручных этапов инженерного процесса. Платформа стартапа автоматически находит подходящие компоненты, используя информационные блоки о компонентах, доступные на инженерной платформе. Затем она проектирует и генерирует схемы и планы расположения печатных плат одним щелчком мыши.

Платформа также разработана для полной интеграции в существующую среду производства электроники и автоматизации процесса от концепции до проектирования. В целом, она позволяет производителям сократить сроки разработки продукции и снизить сложность процесса.

Интернет вещей (IoT)

Стремительный рост Интернета вещей открывает беспрецедентные возможности для отрасли производства электроники на основе IoT. Он позволяет переосмыслить процесс производства и управлять методами, которые трудно реализовать традиционными методами.

Другими словами, Интернет вещей позволяет машинам для производства электроники самостоятельно обрабатывать и хранить данные, будучи подключенными к цифровым сетям.

Также необходимо постоянное совершенствование производства датчиков, поскольку они являются ключевыми компонентами, обеспечивающими работу приложений Интернета вещей. Более того, переход к устройствам с поддержкой 5G требует безупречных инновационных чипов с более эффективной архитектурой и меньшей стоимостью.

• AnalogueSmith разрабатывает интегральную схему для сенсорных узлов Интернета вещей

Сингапурский стартап AnalogueSmith специализируется на разработке интегральных схем для сенсорных узлов Интернета вещей. Стартап предлагает интеграцию радиочастотных, аналоговых и цифровых функций для интегральных схем на основе КМОП-технологии.

Такой подход на основе КМОП позволяет производителям сократить расходы без ущерба для требований к производительности.

• Стартап-компания Meyvnsystems предлагает системы связи Интернета вещей

Сингапурский стартап Meyvnsystems разрабатывает системы беспроводной связи для устройств Интернета вещей. Стартап предлагает системы LTE Cat-M, NB-IoT, беспроводной локальной сети, Bluetooth и 5G, основанные на требованиях к дальности связи, энергопотреблению и пропускной способности.

Это позволяет производителям IoT упростить проектирование внутренних систем связи и сократить сроки разработки.

Встраиваемые системы

Встраиваемые системы — неотъемлемая часть любого современного электронного устройства, играющая решающую роль в определении скорости, безопасности, размера и мощности устройств. Поскольку мы находимся на этапе перехода к миру, где всё взаимосвязано, спрос на встраиваемые системы высок.

Поэтому сектор проектирования и производства таких систем постоянно внедряет инновации, направленные на повышение производительности, безопасности и возможностей подключения.

Кроме того, на предприятиях по производству электроники эти системы полезны для улучшения контроля и мониторинга оборудования.

• Стартап-компания Dover Microsystems разрабатывает решения безопасности на уровне процессора

Американский стартап Dover Microsystems предлагает решения для защиты устройств от сетевых атак на уровне процессора. Аппаратная технология стартапа защищает главный процессор, отслеживая и проверяя каждую выполняемую инструкцию на основе набора правил безопасности, защиты и конфиденциальности.

Таким образом, она позволяет процессорам защищать себя в режиме реального времени от использования уязвимостей программного обеспечения.

Интеграция этой технологии во встраиваемые системы позволяет производителям решать задачи, связанные с безопасностью устройств.

• Стартап Luos создала оркестратор с открытым исходным кодом и в режиме реального времени для распределенных архитектур

Французский стартап Luos разрабатывает оркестратор с открытым исходным кодом, работающий в режиме реального времени, для распределённых архитектур, позволяющий легко проектировать, тестировать и развёртывать встраиваемые приложения. Решение стартапа инкапсулирует аппаратные и программные функции в виде микросервисов.

Таким образом, каждый микроконтроллер взаимодействует и распознаёт друг друга, оставаясь при этом независимым. Кроме того, стартап предлагает повторно используемый профиль конфигурации и обеспечивает большую гибкость в цикле разработки оборудования.

Печатная электроника

Печать электронных компонентов на полупроводниковой подложке — наиболее эффективный способ снизить общую стоимость производства. Поэтому производители постоянно пытаются решить эту проблему, разрабатывая новые технологии и совершенствуя традиционные методы печати.

В отличие от традиционных полупроводников, использующих в качестве схем тонкие провода, 3D-печатная электроника использует проводящие чернила и часто гибкие плёнки. Более того, развитие технологий печати позволяет области гибкой гибридной электроники получить достаточное развитие. Поэтому стартапы и компании, занимающиеся масштабированием, разрабатывают решения для передовых технологий печати.

• Компания Omniply разрабатывает технологию расслоения для печатной электроники

Канадский стартап Omniply предлагает технологию расслаивания, которая облегчает отделение гибких плат от жёсткого носителя. Она позволяет создавать высокопроизводительные электронные устройства на гибких подложках без ущерба для производительности устройств и без изменения производственной инфраструктуры.

Этот метод расслаивания делает процесс более дешёвым и экологичным по сравнению с традиционными методами расслаивания.

Он позволяет преодолеть ограничения по разрешению и надёжности, присущие печатной электронике, благодаря использованию традиционной КМОП-инфраструктуры для изготовления устройств.

• Стартап-компания TracXon развивает циклическую и гибридную печатную электронику (HPE)

TracXon — голландский стартап, производящий экологичную гибридную печатную электронику. Стартап использует технологии листовой (S2S) и рулонной (R2R) печати, фотонного спекания, трафаретной печати, сборки компонентов и другие для производства печатной электроники.

Технология стартапа также отличается меньшим углеродным следом и находит применение в светотехнической, автомобильной, медицинской и электронной промышленности.

Усовершенствованная конструкция интегральных схем

В последние годы корпусирование микросхем стало актуальной темой, как и их проектирование. Традиционный способ масштабирования устройства, основанный на законе Мура, сегодня имеет ограничения. Другой способ получить преимущества масштабирования — разместить несколько сложных устройств в усовершенствованном корпусе.

Поэтому производители полупроводников разрабатывают новые передовые технологии корпусирования микросхем, чтобы обеспечить более высокую интеграцию кремния во всё более миниатюрных корпусах.

• Компания PHIX предлагает сборку и корпусирование фотонных интегральных схем (ФИС)

Голландский стартап PHIX предоставляет услуги по сборке и упаковке фотонных интегральных схем. Чтобы сделать фотонные интегральные схемы частью фотонного модуля, их необходимо подключить к таким компонентам, как оптоволокно, другие фотонные интегральные схемы, системы охлаждения и электроника.

Стартап разрабатывает и производит корпус, в котором реализуются эти соединения. PHIX позволяет полупроводниковой промышленности оптимизировать конструкцию, технологический процесс и оборудование микросхем (PIC) и модулей, а также масштабировать производство.

• Компания Onto Innovation разрабатывает современное оборудование для корпусирования ИС

Американский стартап Onto Innovation разрабатывает оборудование для современных процессов корпусирования в полупроводниковой промышленности. Решение стартапа, система JetStep W2300 , отличается специализированной оптикой с большим полем и ключевыми системными преимуществами, обеспечивающими максимальную производительность без ограничения разрешения.

Стартап позволяет производителям электроники решать проблемы корпусирования ИС, а также вопросы производительности, качества и надежности устройств.

Область миниатюрной электроники

Миниатюризация позволила использовать электронику в ряде новых областей. В частности, здравоохранение и автомобильная промышленность имеют ограничения по пространству для размещения конкретных устройств. Ранее концепция миниатюризации ограничивалась удобством использования, дисплеем и аккумулятором, но не встроенной электроникой.

Появляются инновации, позволяющие максимально уменьшить размеры электронных компонентов, сохраняя при этом скорость, надежность и эффективность. Другой важный аспект миниатюризации — интеграция всё большего количества функций в один компонент.

Например, датчики на основе наносетей и вилкообразные полевые транзисторы (FET) — лишь несколько недавних разработок в области миниатюрных электронных компонентов.

• Стартап-компания Alixlabs создала метод производства наноструктур на основе ALE

Шведский стартап AlixLabs предлагает метод атомно-слоевого травления (ALE) для производства наноструктур с характерным размером менее 20 нм. Технология стартапа позволяет создавать наноструктуры, превышающие предел разрешения оптической и электронно-лучевой литографии.

Стартап также предлагает экономически доступный способ масштабирования каналов транзисторов для технологических узлов с нормами менее 20 нм. Кроме того, это обеспечивает более высокий уровень интеграции устройств, что, в свою очередь, снижает затраты, увеличивает скорость и снижает энергопотребление устройств.

• Компания Spectricity предлагает решения для спектрального зондирования

Бельгийский стартап Spectricity разрабатывает миниатюрные интегрированные спектральные сенсорные решения. Запатентованная стартапом технология гиперспектральных фильтров в масштабе пластины в сочетании с процессами интеграции КМОП позволяет создавать миниатюрные сенсоры.

В отличие от других решений, фильтры не требуют сложной и громоздкой оптики или упаковки, медленного сканирования или сложной калибровки.

Таким образом, датчики совместимы с мобильными устройствами по размеру, энергопотреблению и стоимости.

Область 3D-печати

Аддитивное производство в электронной промышленности устраняет необходимость в плоских печатных платах. Оно позволяет создавать новые инновационные конструкции и формы, которые невозможно изготовить традиционными способами.

3D-принтеры также изготавливают электронные компоненты как единую, непрерывную деталь, фактически создавая полнофункциональные электронные устройства, требующие минимальной сборки или вообще не требующие её.

Следовательно, внедрение этого тренда в производстве электроники ускоряет создание прототипов, обеспечивает массовую кастомизацию и децентрализацию производства деталей. В целом, технология 3D-печати сделала возможным производство электронных компонентов не только в 2D, но и в 3D-проектировании, благодаря новым способам компоновки схем.

• Vanguard Photonics предлагает 3D-нанотехнологии для фотонной интеграции

Немецкий стартап Vanguard Photonics предлагает 3D-нанотехнологию для фотонной интеграции. Технология стартапа решает ключевые проблемы крупномасштабной фотонной интеграции и сборки систем, позволяя печатать на месте элементы формирования пучка, прикреплённые к граням.

Эта технология также обеспечивает точную адаптацию сильно различающихся профилей мод и допускает допуски выравнивания, совместимые с экономичными методами пассивной сборки. Стартап автоматизирует сборку фотонных многокристальных систем, обеспечивая высокую производительность и универсальность.

• Стартап-компания ATLANT 3D Nanosystems создает технологию атомно-слоевой 3D-печати

Датский стартап ATLANT 3D Nanosystems разрабатывает технологию атомно-слоевой 3D-печати. ​​Она позволяет разрабатывать и производить материалы, устройства и микросистемы с атомарной точностью. Технология стартапа позволяет печатать на простых и сложных поверхностях атом за атомом.

Это позволяет осуществлять многоматериальное, атомарно точное и высокомасштабируемое производство атомных слоев для быстрого прототипирования и изготовления микро- и наноустройств.

Иммерсивные технологии

На различных этапах производства электроники существует высокая зависимость от человеческого фактора. Человеческий фактор может привести к ошибкам, что, безусловно, влияет на общую эффективность производства. Внедрение иммерсивных технологий является эффективным решением для преодоления этих проблем.

Такие решения позволяют контролировать объекты проектирования во всех возможных масштабах, тем самым исключая дефекты на этапе проектирования.

В частности, они выявляют ошибки проектирования в схемах, а также распространённые производственные ошибки, такие как осколки, отсутствующие контактные площадки и недостаточные выводы, ещё до изготовления. Кроме того, они облегчают обучение персонала, разработку прототипов и техническое обслуживание сборочных узлов, а также позволяют операторам визуализировать рабочие процессы.

• Компания inspectAR предлагает набор инструментов AR для проверки печатных плат

Канадский стартап inspectAR предоставляет набор инструментов дополненной реальности (AR) для производства печатных плат и тестирования рабочих процессов. Он берёт информацию о конструкции печатной платы и сопоставляет её с калибровочными изображениями образца печатной платы с помощью дополненной реальности. Программное обеспечение вместе с набором инструментов определяет положение печатной платы.

Система проверяет плату в формате дополненной реальности.

Это позволяет компаниям, производящим электронику, быстрее проверять, отлаживать, переделывать и собирать печатные платы, избегая ошибок и сбоев, что повышает производительность.

• Стартап Misterine предоставляет помощь в сборке на основе дополненной реальности

Misterine — чешский стартап, предлагающий программное обеспечение дополненной реальности для сборочных линий. Решение стартапа визуально поддерживает сложные процедуры сборки с помощью пошаговых инструкций. Кроме того, система интерактивна, а функция компьютерного зрения мгновенно обнаруживает ошибки и уведомляет об этом пользователей.

Таким образом, программное обеспечение стартапа исключает человеческие ошибки, снижает общую рабочую нагрузку и повышает эффективность процесса сборки.