塑料芯片酝酿半导体市场变革

      半导体技术的日新月异，使得消费者每天都能感受到廉价但功能更加强大的芯片所带来的喜悦，但是对半导体芯片制造商来说，它们就乐不起来了。
      目前，芯片价格正在以稳定的趋势下跌，芯片制造商的利润正在逐步的减少，但是为了生产功能更加强大、结构更复杂的芯片，芯片制造商必须对其生产线进行改进，而这笔改进费用已经高到20亿美元之巨。
      投资回报率的锐减已经使芯片制造商够倒霉的了，整个半导体工业已经处于衰退的边缘，然而最近出现的“塑料芯片”对于半导体工业界无疑于雪上加霜，传统的半导体芯片制造商面临着前所未有的挑战。不论是芯片技术还是芯片制造市场，变革正在酝酿之中。

芯片技术“新秀”崭露头角
      几十年来，全球电子业制造半导体芯片都是采用传统的硅晶体材料，硅芯片的概念在人们头脑中已经根深蒂固。但实际上，采用硅晶体制造芯片其工艺十分复杂，制造成本也非常昂贵，因此，半导体芯片的售价多年来一直居高不下。为了解决这一问题，科学家们千方百计另辟蹊径，寻找硅晶体的替代物来制造电子芯片。塑料芯片的出现令电子业界为之一振。
      硅晶体之所以能够长期成为电子材料领域的佼佼者，是由于硅晶体具有其独特的优势，采用硅晶体制造的电子元器件和芯片在速度、精密性或导电性上占有得天独厚的地位，其电流能以每伏1000cm2/s的高速度在电路之间快速传输，但在目前的生产工艺条件下，硅晶体的生产成本十分昂贵，尤其是那些对成本比较敏感的消费电子产品行业往往难以承受。与硅芯片相比，塑料芯片价格则非常低廉，仅为硅芯片价格的1%~10%，极具市场竞争力。
       严格意义上上来说，塑料芯片并不算一种新生事物。其实早在去年这个时候就有相关的报道。当时飞利浦公司的研究人员舍弃了传统的硅材料，改用塑料材质的半导体，制造出一个邮票大小的显示屏。这种显示屏有3.5平方公分，包含4096点像素，能以每秒100次的速度更新画面。与此同时，英国剑桥的风险投资公司创办的Plastic Logic公司也开发出了以塑料为原料的微芯片。
      塑料晶体管，又称OTFT(有机薄膜晶体管)，它是塑料芯片技术的一种。据业内人士估计，当OTFT技术成熟时，该市场的份额将高达2260亿美元。
      目前计算机上使用的芯片是基于硅材料的，制造工艺十分复杂。半导体生产商必须采取数百个措施以确保半导体的纯度。虽然半导体生产工厂效率极高，但是最终它还是得产生重金属以及有毒气体，同时还得消耗几十亿加仑水。而且，必须花费数天的时间，半导体才能最终批量出炉。
      但是OTFT的工艺则简单得多，利用喷墨打印技术和设备或者橡皮图章印刷技术，将碳基材料的微细颗粒喷射到芯片的基底上，几分钟之内就可以制造出芯片。而且塑料芯片可以单片制造，其成本连0.1美分也不到。建造一座生产硅芯片的工厂需要数十亿英磅，建造一个生产塑料芯片工厂的费用要低100倍。
      虽然目前OTFT得性能不如硅导体，但是在今后不长的一段时间内，这两项技术之间的差距将逐步缩小。塑料半导体今后将在下一波的新兴产品中，预计2004年这一市场的份额将达到42亿美元。
      OLED(有机发光二极管)是另一项塑料芯片技术，它又称塑料彩色显示器，在1999年进军移动电话市场立即引起了轰动，当时这一市场由LCD(液晶显示器)所垄断。与采用硅材料LCD的相比，OLED在强烈的光线下看得更清楚，当然最重要的是其成本更加低廉。尽管在OLED推出的初期，其尺寸较小，而且其寿命也短，大约只能维持1万小时，而LCD的寿命在6万小时左右。但是随后不久，功能更加强大的OLED接连面世。
      这些先进的塑料彩色显示器必将取代手机、PDA和笔记本电脑上传统的LCD显示屏，成为台式电脑的标准显示器，甚至可以作为电视机，而且最终取代荧光灯也并非不可能。在小型显示屏领域，OLED也大展身手，它可以作为医学和军事飞行的头盔显示屏。这些市场的份额往往高达数百亿美元之巨。现在，一系列促使OLED走向成熟、走向商业化的技术已经出现，这些技术并将推动OLED走向规模化生产。
      目前，塑料芯片在美国已经开始进入实用阶段，并推出了少量采用塑料芯片装置的电子新产品。利用导电塑料和塑料芯片技术有望开发出未来更先进的用于光通信的集成光路以及高密度光存储器件。

新兴市场，谁主沉浮？
      美国国际市场调查公司(Dataquest)发布的一份调查预测报告显示，塑料芯片将成为21世纪的新宠。到2004年，全球塑料芯片行业的年平均销售额将达到100亿美元，塑料芯片将成为未来极具发展潜力的新一代芯片。
      目前，已有多家IT业巨头宣布成立塑料芯片的专门研究机构，例如IBM、三菱、朗讯、施乐、飞利浦和Hoechet公司等，他们已经研制出集成了几百只电子元器件的塑料芯片样品，探索出能够批量生产的集成度较低的塑料芯片，他们雄心勃勃地计划投入巨资研究开发出集成度越来越高的塑料芯片，使其有朝一日能够与硅芯片平分秋色。 但是传统的芯片制造商对此反应极为迟钝，它们似乎没有意识到芯片市场的游戏规则已经不知不觉中发生了变化，新兴制造商的挑战将使得其丢失大块的市场份额。日立、东芝和Rohm公司生产的商用芯片占据了世界上的大多数，它们最易受到伤害。而且当OTFT芯片占据了一定市场份额之际，台湾的半导体生产公司以及一些模拟、测试硅芯片原型的公司如Mentor Graphics和Synopsys，其困境开始凸现。同样，芯片生产设备制造商的日子也不会好过。但是，塑料制造及化学公司如Dow Chemical和杜邦、打印机厂商如佳能、惠普和爱普生，将从中大大获益。
      虽然朗讯公司很早就掌握了几项很有前途的OTFT专利技术，但是它没有立即采用。而且它和其他的一些传统芯片制造商排挤塑料芯片制造商如Plastic Logic，该公司已经在OTFT 技术上注入了巨额资金。[!--empirenews.page--]
      与此相反，平面显示器制造商对塑料芯片的热衷程度显然比当前的硅芯片制造商要高得多，它们正在不断投入巨资研究塑料芯片，促使其走向商用化。Osram、菲利浦电子、先锋、Ritek、三星、TDK和其他公司正在积极购买OLED技术专利，或者和拥有该项技术的公司结盟。其他的LCD制造商，例如夏普、索尼和东芝公司则同时在OLED制造技术和显示技术上投入资金，以确保万无一失。
      这些显示器制造商这么做并非是一时的冲动。所着人们生活水平的提高，追求大屏幕显示器是一种必然的趋势。但是制造一台长度与宽度均很大的显示屏，如果采用硅材料是难以研制成功的，因为其成本太高，重量不轻，技术难度也很大。更为糟糕的是，生产各种质量的硅是一项难度高、费时、耗资巨大的工程，涉及到洁净室与生产线，生产成本高得令人难以接受。举例说，晶状硅每平方英寸的生产成本就需要200美元，但利用非晶状硅，其生产成本可降低到每平方英寸为2美元，如果利用塑料半导体生产晶片，成本则可以大幅度降低到每平方英寸10美分，塑料芯片大行其道。
 这些公司在OLED生产能力上的投资已经超过了10亿美元。其它的一些公司则在密切关注着这一市场，准备随时出击。同时，杜邦公司已经收购了Uniax公司的OLED聚合物技术。而菲利浦则倾向于同时开发OLED和OTFT技术，将两者有机结合起来。
      作为一个新兴的市场，塑料芯片市场为芯片制造商不论老的还是新的，提供了均等的机会，至于谁能把握机会，那就看它们自己的造化了。