Imprimer le futur : L'électronique flexible alimentant l'Internet des objets

Dr. Janos Veres, head du programme Novel and Printed Electronics de Parc, explique comment l'impression peut transformer la fabrication électronique pour répondre aux demandes croissantes de l'Internet des objets (IoT).

Les solutions traditionnelles « electronics-in-a-box » sont mal adaptées aux appareils divers, custom requis dans les wearables, systèmes automobiles et autres applications IoT. Nous devons aller au-delà de la production de masse et embrasser la fabrication sur-demande, sur-mesure.

L'électronique flexible et conformable est le linchpin de ce shift. Au cours des deux dernières décennies, l'électronique imprimée a été utilisée pour des articles mass-produits à bas coût tels que displays, tags RFID, capteurs et panneaux d'interface. Les firmes automobiles ont commencé à explorer l'électronique in-mould, et la mémoire imprimée s'est montrée manufacturable avec les outils existants.

Atteindre le même coût et performance que les produits silicium établis a été un défi. Yet les avancées récentes démontrent que l'électronique flexible, imprimée et hybride peut délivrer des produits de niche et des form factors uniques qui étaient auparavant inaccessibles.

Internet des objets intelligents

L'électronique print-based permet la mass customisation, fusionnant forme et fonction de façons sans précédent. Plutôt que de concurrencer le silicium, nous le voyons maintenant comme un composant dans une toolbox plus large.

L'impression devient une technique d'intégration qui combine matériaux souples et durs, permettant la production sur-demande de dispositifs customisés à bas coût. Nouveaux matériaux et liberté de design sont excitants pour les fabricants. Par exemple, le smart packaging émerge, avec des entreprises comme Thin Film Electronics et PragmatIC intégrant le NFC (Near-Field Communication) dans l'emballage.

Intégrer capteurs et puces de traitement de données dans l'emballage peut monitorer les paramètres environnementaux — température, humidité, CO₂ — cruciaux pour les produits pharmaceutiques et autres produits sensibles. Le smart packaging offre qualité améliorée, gaspillage réduit, inspections simplifiées et pricing dynamique, menant à des économies substantielles de temps et coûts.

Électronique extensible à l'horizon

Nous anticipons que les systèmes flexible hybrid electronics (FHE) — PCBs multicouches imprimés associés à des puces amincies — deviendront mainstream. L'impression permet la fabrication sur-demande sur de grandes zones et l'intégration couche par couche, ouvrant la voie à des dispositifs flexibles, souples et même extensibles.

L'électronique imprimée pourrait éventuellement alimenter des appareils aussi complexes que les téléphones mobiles, mais plusieurs obstacles restent. De nouveaux matériaux coût-efficaces doivent remplacer les encres d'argent chères ; le cuivre imprimé et encres conductrices alternatives sont des candidats prometteurs.

Atteindre la vraie extensibilité demande des percées en science des matériaux. Certains experts envisagent les micro-puces transformées en encres, permettant la fabrication rapide de circuits sur-demande — un shift de paradigme radical qui nécessitera des approches novatrices de design de circuits.

Le futur imprimé

Dans notre vision, un écosystème FHE imprimé permettra des solutions custom — des petits capteurs aux systèmes à grande échelle — embarquant l'intelligence directement dans les objets quotidiens. Capteurs intégrés dans les frames automobiles et aérospatiaux amélioreront la sécurité, tandis que la robotique souple, prothèses et patches de monitoring santé deviendront plus accessibles.

En simplifiant le design et la fabrication, l'électronique imprimée accélérera le progrès across tout le paysage électronique et IoT.

Auteur : Dr. Janos Veres, Parc