柔性革命来袭!Pragmatic半导体重塑万物互联的可持续未来
作为柔性半导体技术开拓者,Pragmatic半导体在近日举办的IOTE深圳物联网展上,不仅展示了其FlexIC在物联网领域的最新成果,还坚定表明了这家英国初创型技术企业对中国市场的长期承诺。
技术颠覆:另一种柔性未来
提到“柔性”,相信业者会更多想起“FPC”——柔性印刷电路板,它通过在柔软的绝缘性能基材上蚀刻出导电图形,实现各种电子组件之间的信号传输和电气连接。FPC的主要特点是轻薄、柔软、可弯曲,现常用于手机、相机等电子产品,以适应复杂的三维空间和产品设计需求。
而Pragmatic半导体所打造的FlexIC,采用的是薄膜晶体管(TFT)技术与行业标准专用集成电路(ASIC)设计流程,除了可进行安全的电路连接,还能精确地将半导体、导体和绝缘材料沉积在柔性基板上,构建出紧凑且轻便的高密度电路。其主要特点是轻薄、柔韧、耐用。
具体来说,与传统的刚性电子器件和柔性印刷电路板相比,FlexIC具有以下三大技术优势:
(1)超轻薄
Pragmatic销售、业务发展与产品管理高级副总裁James Davey展示了一片随气流轻轻摆动的柔性芯片晶圆。它是一张300毫米晶圆,与传统硅基芯片相比,厚度仅为后者的1/3,能在-10℃至75℃环境下稳定工作,已满足消费电子等主流场景需求。
从技术特性来看,该柔性芯片采用聚酰亚胺作为基材,并借助可重复使用的玻璃载具进行生产,这一工艺不仅有助于降低成本,同时也兼容传统硅基半导体所采用的刻蚀等制造工艺。客户能够通过产品工艺设计套件(PDK)进行自主设计,也可借助常见的EDA软件实现定制化设计。
本次展台上,Pragmatic陈列了FlexIC的多类成熟应用,参观者可以直接用手触摸,感受柔性芯片“薄如蝉翼”的超轻薄特性:
- 服装标签:轻薄贴合、佩戴无感,手机一贴即可获取产品信息。
- 酒类包装:瓶身/瓶底嵌入柔性芯片,扫码直达品牌页、溯源页。
- 医药标识:手机碰一碰,用户即可获取用药信息与追溯链路。
在消费电子领域,柔性芯片在多个细分市场中展现出显著的需求,例如智能手表、TWS耳机和智能戒指等产品。这类设备普遍需要在极其有限的封装空间内集成大量电子元器件,并同时兼顾低成本的要求。这些看似矛盾的设计目标,FlexIC技术均能有效满足。
据James介绍,FlexIC凭借出色的柔韧性,实现了高密度布线能力。该技术采用多层互连结构,可在高度受限的空间中提供紧凑且高速的信号传输解决方案,既能助力设备轻薄化,又能确保信号完整性与高性能。这一突破使电子设备进一步微型化成为可能,让设计师不再必须在“尺寸”和“性能”之间做出妥协。目前,Pragmatic已在可穿戴设备、智能手机摄像头模组等多个应用领域提供了相应的柔性解决方案。
(2)灵活定制
Pragmatic半导体在展台上还展示了其柔性芯片技术的强大定制化能力,从形式到功能都能提供更强的灵活性,使其能够为多个应用领域带来创新解决方案。比方说:防伪功能。
据介绍,柔性芯片正在成为可信包装的重要组成部分。当包装的布线或密封遭到破坏时,柔性芯片的状态会立即发生变化。消费者只需用手机轻轻一贴,即可迅速感知到这种异常情况。这不仅有助于从源头上降低假冒伪劣产品流入市场的风险,更能为消费者的每一次购买决策提供有力保障,让消费者更加安心、放心地选购商品。
James表示,这种强大的定制化能力,会使得FlexIC在更多应用场景里带来全新可能。比方说,工业领域里的物流环节、医疗设备、智能制造、安防等应用领域。
(3)低碳可持续
更关键的是可持续性优势。与传统半导体制造相比,柔性芯片的生产周期可从数月缩短至数天,从原材料进场到最后产品交付只需要数天就可以完成。而如果是传统的硅基半导体生产,可能需要数月才能完成。
更短的生产周期有助于降低成本。据James介绍,Pragmatic在生产过程中使用的化学品、水和能源远少于传统硅基制造,从而显著减少了对环境的影响。
“柔性半导体不是替代硅基,而是开辟全新的应用场景。”James展示了Pragmatic的技术路线图:2025年推出的第三代平台聚焦NFC Connect、NFC Protect(防篡改)、NFC Sense(集成传感);2026年第四代平台功耗将是现在的一半,而它的面积将是现在的1/3,还加入OTP(一次性可编程存储器);2027年第五代平台计划功耗将是现在的1/100,在面积上再缩小一半,届时还将加入EEPROM(电可擦除可编程只读存储器),并推出UHF(特高频)产品及定制控制器、AI推理等更复杂功能。
代工业务:欧洲最大柔性芯片制造基地
显而易见,柔性芯片作为一种新兴的半导体技术,虽然在性能参数上表现卓越,但其稳定、安全地供应以及大规模市场推广仍有待考验。来自英国的初创企业Pragmatic正致力于在柔性芯片的制造环节上实现突破,以应对上述问题。
在英国达勒姆郡,Pragmatic半导体兴建了一个旗舰级量产基地——Pragmatic Park,是欧洲首个300毫米柔性半导体晶圆生产基地,配置九条先进产线,单线年产能逾十亿芯片,为创新注入强劲制造动能。
在产能方面,Pragmatic已建成两条300毫米柔性集成电路生产线:其中第一条于2024年正式投产,另一条预计将于今年9月底投入使用。据James透露,仅单条生产线的年产能即可达到数十亿颗芯片,而整个生产基地仅占地600平方米,充分体现出该公司在资本效率和空间利用率方面的显著优势。
此外,Pragmatic在2023年12月完成了2.3亿美元的D轮融资,该轮融资创下了欧洲半导体领域风险投资规模的最高纪录,为其技术规模化提供了坚实保障。James表示,公司预计到今年年底将成为英国晶圆产量最大的企业。
与此同时,Pragmatic正以开放态度积极构建产业生态。在代工业务方面,该公司提供标准化的工艺设计套件(PDK),并持续随技术平台迭代更新。据James透露,Pragmatic目前已与多家Fabless企业开展合作,为其提供定制化NFC芯片和高密度互连柔性集成电路等解决方案。
他表示,公司已与多个国际企业建立合作关系,其中包括Avery Dennison、Tageos、LUX以及中国的劲嘉股份。未来,Pragmatic将进一步拓展合作伙伴模式,计划与更多设计服务公司及供应商共同推进代工业务的发展。
中国战略:本土化创新引擎
中国是全球物联网应用最活跃的市场之一,技术创新速度与产业融合深度走在世界前列。Pragmatic半导体布局中国市场,正是看中这一广阔天地中所蕴含的巨大机遇。
在James看来,相较于其他国家,中国客户和消费者对创新的接受速度更快,并且更积极地期待运用新技术与能力。Pragmatic希望与中国本土产业伙伴展开合作,通过可定制的柔性智能技术,共同开拓AIoT应用新场景,携手迈向可持续的未来。
Pragmatic销售、业务发展与产品管理高级副总裁James Davey
据悉,Pragmatic公司已组建本地团队,新任中国区销售负责人商德明(Alex Shang)曾在Arm公司工作10年,他的经验将助力生态建设。此外,Pragmatic最近新加入的执行副总裁John Quigley原来在恩智浦负责RFID,主要是NFC以及特高频UHF,他的加入将推动产品路线图优化。
商德明指出,柔性电子这类颠覆性技术在芯片领域应用前景广阔,能够助力性能提升并赋能多样化的应用场景。随着AI技术的发展,更微小、更智能的产品将不断涌现。他期待借助自身经验,与客户深入互动,共同推动解决方案的升级与创新。
Pragmatic作出承诺,未来将进一步加大在华投入,在中国组建本地团队并进行更多市场宣传活动,推动柔性半导体在消费电子、物联网等领域的规模化落地。