电子行业的顶尖材料和技术

随着材料、技术以及商业模式的不断重构，为满足消费者不断变化的需求，电子行业日新月异。微型化（即更小，更轻，更薄的电子产品）、更强的互联和计算能力、更快的数据速度传输以及可持续发展的要求不断推动着电子工业的创新。

可持续性或耐久性是电子行业关注的主要问题，因为消费者丢弃旧的电子产品，增加了电子垃圾。为了解决这些问题，制造商现在专注于开发先进材料以改善电子设备的性能和寿命。

先进材料是指新材料或对现有材料的改进。这些材料具有优越的性能，可以胜过传统材料。MarketsandMarkets研究所确定的电子行业最先进的材料和技术包括G.fast芯片组、量子点、柔性电池、石墨烯、碳化硅（SiC）、3D集成电路、碳纳米管、智能玻璃和生物芯片。

2014年12月，国际电信联盟（ITU）通过了一种新的数字用户线路（DSL）高速宽带标准协议（ITU-TG.9701建议书），称为本地环路网络的用户终端快速接入（G.fast），其长度小于500米，上传和下载数据的目标速度在150Mb/s到2Gb/s的范围内。G.fast中的数据速度很大程度上取决于本地环路的长度。G.fast的强制下游/上游不对称比率范围为90/10至50/50。

G.fast芯片组允许网络设备制造商使用双绞线铜缆构建超高速宽带网络产品。与其他超高速固定宽带技术（如FTTH和DOCSIS3.1）相比，G.fast技术具有低成本的优势。

G.fast技术利用现有的双绞铜线基础设施，这为互联网服务提供商和用户快速安装G.fast技术提供了便利。基于G.fast的固定宽带的理论数据速率为1Gbps。与其他固定宽带技术不同，G.fast技术中的上行和下行数据速率是灵活的，可以由用户在安装期间自定义。G.fast技术的这一特点有望在中小型工业中得以普及。

一些关键的G.fast芯片组提供商是BroadcomCorporation（美国），Qualcomm，Inc。（美国），SckipioTechnologiesSILtd.（以色列）和MetanoiaCommunications，Inc。（台湾）。

量子点（QD）是1980年发现的半导体材料小颗粒。它们提供体半导体和离散分子的独特电子特性，它们可以根据粒子的大小产生不同的颜色。量子点预计将以低成本和高节能的方式彻底改变电视和电子显示器。目前已用于电影放映，量子点可从光源获取能量，并发出深红色和亮绿色。

柔性电池是兼容、灵活且紧凑的电池。它可以根据要求以任何形状扭曲或模制，而不会降低其质量和性能，从而确保最终产品的卓越功能。即使在弯曲、扭曲或切割成零件时，它也能保持其特性。

与传统的刚性和大型电池不同，柔性电池重量轻、柔韧且耐用。这种电池由不同的材料、尺寸和形状组成，取决于其应用以提供最佳电池效率。柔性电池在各种尺寸下均具有可用性，产品重量更轻，空间消耗减少。鉴于小型化和紧凑型设备的增长趋势，这一点尤为重要。

石墨烯是一种二维碳同素异形体，比钢强200倍，柔韧、极薄、超轻，可有效的导热和导光。它通过各种制造方法制备，剥离和化学气相沉积（CVD）是最优选的方法。

虽然石墨烯是一项新技术，在全球先进材料市场中占有很小的份额，但其独特的性能使石墨烯成为各种工业应用中现有材料的有用替代品，如电子、复合材料、储能、涂料、传感器和催化剂等。。

碳化硅（SiC）是一种在地壳下发现的特别坚硬的材料。由于其高硬度，SiC被用作各种工业级研磨材料。它可以通过在高温和高压条件下混合石油焦和砂石/二氧化硅来制备。

SiC具有各种应用，如复合装甲、防弹背心装甲板、电路、太阳能逆变器、电池充电器中的结构材料。在过去的几十年里，它已经在电子和半导体领域大规模使用。

3D集成电路（3DIC）是将多层硅晶片整合在一起封装，同时使用硅通孔（TSV）的电子元件，而2.5D集成电路（2.5DIC）通过导电体或TSV堆叠有源电子元件（例如管芯或芯片）进行封装。

用于该研究的有机电子器件由不同有机材料制成，例如半导体材料、介电材料、基板材料和导电材料。有机电子产品也可以称为印刷电子产品、塑料电子产品、聚合物电子产品、柔性电子产品、薄膜或大面积电子产品。它是一种相对较新的电子产品，在四个关键应用领域具有巨大的市场潜力，即显示器、灯光、光伏和集成的智能系统。

有机电子是一种新兴技术，可以迅速从实验室和研究机构转移到工业界。有机电子市场的增长以低成本驱动。此外，有机电子产品减少了传统微电子生产的一些局限性。

碳纳米管是碳的同素异形体，其尺寸为纳米级，具有优异的物理，电气和热学特性。碳纳米管（CNT）具有非常高的拉伸强度，优异的导电性和承受高工作温度的能力。

CNTs应用市场取得了重大突破，使该项纳米技术成为最受欢迎的技术之一。CNT应用于各种新兴行业中，例如锂电池、化学传感器、纤维和复合材料、电子、医药、特种航天和特种。然而，诸如高生产成本和集成的挑战可能会对市场产生制约作用。

智能玻璃，也称为可调光玻璃，根据光、电压和热等刺激动态或静态调节光传输特性。这种玻璃不需要电力来维持其不透明度或颜色的变化。随着虚拟/增强现实的广泛采用以及千禧一代和青少年对可穿戴设备的偏好，预计智能玻璃的增长将会爆发。

生物芯片是布置在固体基板上的小型测试点的器件，允许以更高的效率和更高的速度执行许多测试以实现更高的吞吐量。生物芯片用于遗传分析、毒理学、蛋白质分析、生物化学研究、诊断和个性化医疗领域。