프린터 센서 시장이 2030년까지 45억 달러에 이를 것이라고 IDTechEx

IDTechEx의 매튜 다이슨

인쇄 센서는 다양성에 의해 주도되는 미화 36억 달러(31억 유로)의 시장이라고 Dr 는 말합니다. 매튜 다이슨, IDTechEx 기술 분석가는 최근 아래 기사를 게시했습니다. 이 기사는 새로운 IDTechEx 보고서 "인쇄 및 유연한 센서 2020-2030:기술, 플레이어, 예측"의 릴리스를 따릅니다.

새로운 기술의 전망을 고려할 때 광범위한 주장을 하는 것은 쉽습니다. 예를 들어, '일반적으로 사물 인터넷(IoT)이라고 하는 연결된 장치의 수가 증가하면 인쇄된 센서에 대한 수요가 증가할 것'이라는 말은 논란의 여지가 없는 진술로 보입니다.

그러나 삶의 많은 영역에서와 같이 그러한 일반적인 진술은 복잡한 기본 풍경을 은폐합니다. 각 기술에는 상업적 및 기술적 측면에서 서로 다른 대상 응용 프로그램과 서로 다른 채택 장벽이 있습니다. 따라서 실제 통찰력을 얻으려면 각 센서 기술과 잠재적 응용 프로그램이 독립적으로 고려되는 훨씬 더 세분화된 분석이 필요합니다.

인쇄된 센서에 대한 최근 IDTechEx 보고서는 이러한 세분화된 접근 방식을 사용합니다. 여기에는 유기 및 하이브리드 이미지 센서, 압전 저항 및 압전 압력 센서, 신축성 스트레인 센서, 온도 센서, 피부 패치용 인쇄 전극, 바이오센서, 정전식 터치 센서용 ITO 대안 등을 포함한 광범위한 인쇄 센서 범주에 대한 장이 포함되어 있습니다.

인쇄 및 플렉서블 센서의 전체 시장은 2030년까지 45억 달러(39억 유로)에 이를 것으로 예상되며, 특히 하이브리드 이미지 센서의 급속한 성장이 오늘날 100만 달러(87만 유로) 미만에서 약 8억 달러(유로)로 성장할 것으로 예상됩니다. 2030년까지 6억 9,800만). 전체적으로 보고서에는 다양한 기술과 애플리케이션을 다루는 25개 이상의 예측 라인이 포함되어 있으며 120개의 다른 회사와 조직이 언급되어 있습니다.

이러한 접근 방식은 서로 다른 응용 프로그램에 대해 서로 다른 채택 단계에서 서로 다른 기술을 사용하는 복잡한 그림을 보여줍니다. 아래 차트는 인쇄된 센서 기술 및 애플리케이션의 전체 범위에 대한 IDTechEx의 채택 준비도 평가를 보여줍니다(각 색상은 다른 기술 또는 애플리케이션을 나타냄).

<노스크립트>

각 인쇄된 센서 기술의 개념과 상용화 사이의 현황. 각 기술에 대한 자세한 분석과 여러 응용 분야에서 광범위하게 채택되는 상태에 대해서는 최근 IDTechEx 보고서 "인쇄 및 유연한 센서 2020-2030:기술, 플레이어, 예측"을 참조하십시오.

3가지 이미지 감지 접근 방식

IDTechEx는 인쇄된 이미지 센서를 완전 유기, 유기 온 CMOS 하이브리드 및 양자점 온 CMOS 하이브리드의 세 가지 범주로 나눕니다. 완전 유기 광검출기(OPD)는 반대로 작동하는 유기 태양 전지로 간주할 수 있으며 유기 반도체 층이 유연한 기판에 순차적으로 인쇄됩니다. 따라서 원칙적으로 대면적 연속 제조와 호환됩니다.

OPD의 주요 대상 응용 프로그램은 디스플레이 아래에 대면적 지문 센서를 배치하는 것과 관련된 한 가지 전략을 사용하는 생체 인증입니다. 그러나 디스플레이 아래에 장착된 것을 포함하여 지문 센서가 이미 존재한다는 점을 감안할 때 이 애플리케이션에 OPD를 사용하는 것은 시장 요구보다 기술 추진의 결과로 보입니다.

가치 제안은 X선 초점 맞추기의 어려움으로 인해 넓은 영역의 센서가 필요한 X선 이미징의 경우 훨씬 더 명확합니다. 그러나 시장 리더들은 유연한 비정질 실리콘 기반 센서를 개발하여 OPD가 차지하고자 했던 틈새를 채우고 있습니다.

우리가 보기에 더 유망한 것은 하이브리드 이미지 센서입니다. 이들은 CMOS 판독 집적 회로를 통해 수집된 전하와 함께 빛을 흡수하는 유기 반도체 또는 양자점의 얇은 층으로 구성됩니다. 이 접근 방식은 기존 CMOS 기술을 적용하여 1000nm 이상의 파장을 가진 빛을 감지할 수 있다는 점에서 혁신적입니다. 이전에는 일반적으로 매우 고가의 InGaAs 기반 감지기로 수행되었습니다.

SWIR 이미징은 더 긴 파장의 빛이 먼지와 안개에 의해 덜 산란되기 때문에 산업 검사, 특히 운전자 지원 시스템 및 자율 차량 모두에서 진정한 시장 요구를 충족합니다.

상업적 채택을 위해 결정적으로 하이브리드 'X-on-CMOS' 검출기는 기존 CMOS 제조 라인에 대한 최소한의 수정으로 생산할 수 있어 진입 장벽을 크게 낮춥니다. 현재 양자점 기반 하이브리드 검출기는 유기 하이브리드 등가물보다 더 긴 파장에 민감하며 실제로 상업적으로 이용 가능합니다.

그러나 유기 하이브리드 감지기가 방송 카메라에 출시될 예정이며, 과잉 노출을 방지하기 위해 공간적으로 가변적인 감도를 제공하고, 입사광을 흡수하는 데 실리콘이 더 이상 사용되지 않기 때문에 해상도와 글로벌 셔터 사용 사이의 기존 타협을 해결하는 등의 이점을 제공합니다.

기본 이미지 감지 기술, SWIR 이미징에 대한 동기 및 인쇄된 이미지 센서의 상업적 전망에 대한 더 자세한 분석은 IDTechEx 보고서 "인쇄 및 유연한 센서 2020-2030:기술, 플레이어, 예측"을 참조하십시오.

기압 감지는 더 높은 가치의 애플리케이션을 추구합니다.

압저항 압력 센서는 자동차 점유 센서, 전자 악기 및 일부 의료 기기에 사용되는 오래된 제품입니다. 그러나 그러한 시장은 다소 성숙하고 상품화될 수 있습니다. 따라서 제조업체는 센서를 차별화하고 더 높은 가치의 애플리케이션에 액세스하기 위해 혁신을 모색하고 있습니다.

기존의 단일 포인트 압력 센서보다 더 이른 채택 단계에 있는 이러한 혁신에는 압력과 위치를 모니터링하는 '3D-터치' 트랙 패드, 하이브리드 압저항/정전식 센서, 심지어 반투명/투명 감지기가 포함됩니다.

추가 기능을 추가하면 장치에 필요한 센서 면적과 면적당 비용이 증가합니다. 문제는 정전식 트랙패드와 스위치가 널리 알려져 있기 때문에 압력 감지 기능이 진정한 시장 요구를 충족시키는 애플리케이션을 찾는 것입니다.

인가 전압과 치수의 변화가 결합된 인쇄 가능한 압전 센서는 압력 감지가 될 수 있습니다. 특수 폴리머 또는 세라믹 함유 합성물이라는 두 가지 경쟁 기술이 있으며 전자가 약간 더 확립되어 있습니다.

둘 다 압저항 센서보다 훨씬 더 이른 채택 수준에 있으므로 동일한 애플리케이션 공간에서 보다 성숙한 기술과 직접 경쟁할 가능성은 낮습니다. 대신, 압전 센서가 압전 센서보다 훨씬 더 적합한 고주파 진동 감지를 목표로 합니다. 그러나 지금까지 제조업체는 인쇄 가능한 압전 재료를 액추에이터로 사용하는 응용 분야에서 더 많은 관심을 받았습니다.

IDTechEx의 최근 보고서인 "인쇄 및 유연성 센서 2020-2030:기술, 기업, 예측"은 압저항 및 압전 감지 기술의 현재 및 미래 방향을 간략하게 설명합니다.

ITO 대체 재료

다양한 채택 단계에서 여러 경쟁 기술을 사용하는 또 다른 응용 프로그램은 주로 정전식 터치 스크린의 ITO 대체물로 사용되는 투명 전도체입니다. 이는 ITO가 잘 부서지기 때문에 폴더블/플렉서블 디스플레이와 호환되지 않기 때문에 바람직합니다. 또한 PET의 ITO는 중간 정도의 전도성만 가지고 있습니다.

은 나노와이어(AgNW)는 15년 이상에 걸쳐 많은 극적인 기복을 목격한 긴 상업화 여정을 거쳤습니다. 이전에는 AgNW가 대면적 터치 디스플레이에 채택되었고 오늘날에는 플렉시블 디스플레이와 같은 더 많은 제품에 사용되고 있습니다.

하이브리드 금속 메쉬는 테이블 크기의 터치 디스플레이에도 채택되었지만 더 큰 크기의 애플리케이션으로 진입하는 데 어려움을 겪었습니다. 전체적으로 인쇄된 금속 메쉬는 특히 좁은 웹 인쇄로 선폭을 좁히는 데 계속해서 발전하고 있지만 이는 여전히 어려운 시장입니다.

투명 전도성 필름을 위한 다른 재료, 특히 탄소 나노튜브와 그래핀은 채택 주기가 더 빠릅니다. 이러한 기술의 도전은 ITO뿐만 아니라 은 나노와이어 및 인쇄된 금속 메쉬의 보다 발전된 옵션과도 경쟁한다는 것입니다. 이로 인해 전도성/헤이즈 비율에 관계없이 명확한 가치 제안을 설정하기가 어렵습니다.

투명 전도성 재료, 채택 전망 및 주요 업체는 IDTechEx 보고서 "투명 전도성 필름 및 재료 2019-2029:예측, 기술, 플레이어"에서 광범위하게 분석됩니다.

지속적인 모니터링을 위한 웨어러블 전극

헬스케어/웰니스/피트니스 분야의 주요 트렌드는 지속적인 모니터링의 증가입니다. 집이나 의사의 집에서 단독으로 판독하는 대신 지속적인 모니터링을 통해 온도 및 심박수와 같은 생물학적 매개변수를 지속적으로 판독할 수 있습니다. 적절한 소프트웨어와 함께 사용하면 의사 방문의 필요성이 줄어들고 조기 진단이 가능하며 운동 중 체력 수준을 모니터링할 수 있습니다.

예를 들어, 심장 박동수를 모니터링하고 심전도 및 기타 근육 활동 측정을 수행하려면 전극이 필요합니다. 현재, 이들은 주로 전해 겔이 있는 단단한 금속 스냅을 기반으로 합니다. 그러나 이러한 접근 방식은 장기간 착용하는 데 적합하지 않으므로 인쇄된 전극이 각광을 받고 있습니다.

채택을 위한 추가 동인은 웨어러블 장치가 점점 더 통합되고 유연해지며 회로가 인쇄되고 심지어 유연하고 심지어 신축성 있는 기판에 직접 장착되기까지 한다는 것입니다. 전극을 인쇄하면 인터커넥트와 함께 증착될 수 있어 제조 복잡성이 줄어들고 IC를 유연한 기판에 배치하면 우수한 처리 능력을 활용할 수 있습니다. 인쇄된 기능과 배치된 기능을 모두 포함하는 유연한 회로를 FHE(Flexible Hybrid Electronics)라고 합니다.

빠르게 부상하는 이 기술은 2030년까지 30억 달러(20억 유로)를 초과할 것으로 예상되며 최근 IDTechEx 보고서 "Flexible Hybrid Electronics 2020-2030:Applications, Challenges, Innovations and Forecasts"에서 광범위하게 분석됩니다.

IDTechEx는 의료 기기와 관련된 규제 장벽에도 불구하고 웨어러블 전극이 스마트 의복 이전에 의료용 피부 패치에 채택될 가능성이 있다고 믿습니다. 인쇄된 전극이 있는 웨어러블 피부 패치는 병원 밖에서 더 쉽게 사용할 수 있고 환자에게 더 큰 편안함을 제공하는 것과 같은 진정한 의학적 이점을 제공하기 때문에 시장에서 훨씬 더 많은 시장을 끌어들이고 있습니다.

더욱이, 완전히 통합된 피부 패치는 건강/라이프스타일 맥락에서 유사한 모니터링 기술보다 의료 환경에서 훨씬 더 높은 가격을 요구할 수 있습니다. 스마트 의류에 인쇄된 전극을 사용하면 전극/회로가 고장나면 전체 의류가 중복되기 때문에 수명에 대한 우려가 있습니다. 피부 패치 및 전자 섬유는 IDTechEx 보고서 "전자 피부 패치:2020-2030" 및 "전자 섬유 및 스마트 의류 2020-2030:기술, 시장 및 선수"에서 보다 포괄적으로 논의됩니다.

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따라서 인쇄된 센서 환경은 매우 다양하며 많은 응용 프로그램을 처리하는 광범위한 기술로 구성됩니다. 각 신흥 기술의 전망을 이해하는 것은 시장 요구, 진입 장벽, 대안에 대한 명확한 가치 제안의 정도에 따라 다릅니다. 단일 범주의 인쇄된 센서를 일반화하면 이러한 복잡성이 크게 줄어듭니다.

IDTechEx의 새로운 보고서 "인쇄 및 유연성 센서 2020-2030:기술, 주요 업체, 예측"은 인쇄 및 유연성 센서의 다양한 기본 기술과 응용 프로그램에 대한 광범위한 개요를 제공하며 위 차트의 모든 기술 및 응용 분야 범주를 포함합니다. .

IDTechEx는 50개 이상의 회사를 프로파일링하여 각 기술에 대한 상업적 채택 전망과 과제를 매핑하고 모든 인쇄된 센서 유형, 기술 및 응용 프로그램을 포괄하는 세분화된 시장 예측을 개발합니다. 우리의 시장 예측은 30개의 애플리케이션/기술을 다루며 수익과 인쇄 영역 모두에서 제공됩니다.

IDTechEx는 10년 넘게 신흥 인쇄 전자 시장을 조사해 왔으며 2012년에 첫 인쇄된 유연한 센서 보고서를 출시했습니다. 가장 큰 글로벌 무역 박람회 및 컨퍼런스, 수많은 컨설팅 프로젝트 제공, 주제에 대한 수업 및 워크샵 운영. 이 포괄적인 보고서에서 우리의 통찰력의 깊이와 폭은 정말 타의 추종을 불허하며 광범위하게 사용됩니다.

IDTechEx 보고서 "인쇄 및 유연한 센서 2020-2030:기술, 플레이어, 예측"에 대한 자세한 내용을 보려면 여기를 클릭하십시오. 또는 [이메일 보호]로 문의하세요.

Dyson은 8월 6일 "인쇄된 센서의 기회와 새로운 기술"이라는 주제에 대한 웨비나를 발표할 예정입니다. 여기를 클릭하여 자세한 내용을 확인하고 세 세션 중 하나에 자리를 등록하십시오.

저자는 Matthew Dyson 박사입니다. IDTechEx의 기술 분석가입니다.