電子信息材料是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)最重要的基礎(chǔ)支撐之一。從電子信息材料的功能屬性和應(yīng)用來分，電子信息材料可以分為微電子材料、光電材料與器件以及電子元器件三大類。電子信息產(chǎn)品和技術(shù)的不斷發(fā)展和升級換代，對以3C為核心應(yīng)用的電子信息材料的發(fā)展也提出了更多更高的要求，本文簡述了目前世界電子信息材料發(fā)展最新特點和趨勢。
塑料化和柔性化使產(chǎn)品創(chuàng)?
有機電子材料(塑料電子)是近年來電子信息材料最重要的發(fā)展方向之一?977年，MacDiarmid等三位研究人員發(fā)現(xiàn)將反式聚乙炔簡單地暴露于鹵素蒸汽中之后，其導(dǎo)電率可得到驚人的提高，塑料電子的研究也因此揭開大幕。相比于傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體材料，塑料電子材料可以實現(xiàn)更大面積的制造，具有更薄、更輕及柔性化的特征，并可以實現(xiàn)相對更簡單的制造工藝和更低的生產(chǎn)成本。有機半導(dǎo)體在照明、平面顯示、太陽能電池、晶體管、傳感器、印刷、電容、PCB制造、光刻、人工肌肉及微型電機等電子產(chǎn)品領(lǐng)域都有相當(dāng)廣闊的應(yīng)用前景。塑料電子材料也因此成為目前世界各國優(yōu)先支持的研發(fā)領(lǐng)域，并且獲得了相當(dāng)多的研發(fā)成果。在眾多塑料電子材料的開發(fā)當(dāng)中，已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)的OLED平面顯示器是塑料電子材料的一個典型應(yīng)用。這種顯示技術(shù)使用有機薄膜半導(dǎo)體材料發(fā)光，其一個神奇特點就是可以實現(xiàn)卷曲顯示。盡管有機TFT和塑料芯片目前還沒有實現(xiàn)商品化，但從IBM、飛利浦、英飛凌等大公司已經(jīng)研制出的原型產(chǎn)品來看，塑料半導(dǎo)體早晚將成為取代硅基芯片的新一代半導(dǎo)體材料。未來的塑料芯片將會大量地用于手機、計算機及電視機等電子產(chǎn)品當(dāng)中?
由于塑料容易加工成薄膜并且具有良好的延展特性，因此塑料電子材料的出現(xiàn)，必然導(dǎo)致全柔性電子產(chǎn)品的出現(xiàn)，從而滿足現(xiàn)代電子產(chǎn)品輕薄、便攜及易于設(shè)計的需求。目前，在PCB、平面顯示、太陽能電池等領(lǐng)域，使用塑料作為柔性基板材料的技術(shù)已經(jīng)接近商品化，計算機等電子產(chǎn)品可以像報紙一樣卷折起來，放在口袋中已經(jīng)不是什么遙遠(yuǎn)的夢想?
便攜產(chǎn)品帶動材料輕薄?
3C電子產(chǎn)品市場一直保持快速增長的一個很重要原因就是產(chǎn)品不斷朝更輕更薄的方向發(fā)展，筆記本、手機以及時下年輕人很流行的MP3播放器就是這類電子產(chǎn)品的代表。這種電子產(chǎn)品推動著相應(yīng)的電子材料向輕量化、薄膜化和器件的片式化方向發(fā)展?
在輕量化方面，除了前面介紹的塑料電子材料可以滿足部分電子產(chǎn)品的輕薄化要求外，鎂合金、鈦合金和一些工程塑料合金等?C電子產(chǎn)品的殼中使用的比重逐漸升高?
在薄膜化及器件片式化方面，太陽能電池、鋰離子電池、電容、電阻及LED等電子元器件一直在朝這個方向發(fā)展?？梢再N在衣服上的太陽能電池、聚合物鋰離子電池、薄膜電容器和各類片式元器件等在電子產(chǎn)品的瘦身方面已經(jīng)起到越來越重要的作用?
綠色環(huán)保化是挑戰(zhàn)
電子產(chǎn)品市場的繁榮也帶來電子垃圾污染的問題。電子產(chǎn)品中鉛、六價鉻、鎘及汞等物質(zhì)會對人類造成危害，并對自然環(huán)境形成污染，因此，減少電子產(chǎn)品的污染已經(jīng)成為各國需要迫切解決的問題。而從源頭上遏制有害物質(zhì)的使用無疑是最佳的方法。歐美的ROHS指令已經(jīng)規(guī)定，自2006??日起，所有在歐盟市場上出售的電子電氣設(shè)備必須禁止使用鉛、水??、鎘、六價鉻等重金屬，以及聚溴二苯醚(PBDE)和聚溴聯(lián)?PBB)等阻燃劑。因此，開發(fā)諸如無汞無鎘電池、無鉛焊料等綠色環(huán)保電子材料已經(jīng)成為電子材料行業(yè)必須面對的挑戰(zhàn)?
納米化和量子化是材料革命
電子材料的納米化有兩個方向，一是指傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體材料繼續(xù)朝納米級的半導(dǎo)體技術(shù)方向發(fā)展，例如，Intel耗資30億美元的45納米工藝先進半導(dǎo)體工廠已經(jīng)動工建設(shè)，將于2007年下半年開始投產(chǎn)。二是對傳統(tǒng)電子功能材料，如電子陶瓷、磁性材料及電池材料等通過納米加工或納米表面改型，從而使其性能更優(yōu)異，或產(chǎn)生新功能。例如，采用納米改性技術(shù)的鋰離子電池電極材料可以極大提高電池容量和產(chǎn)品的循環(huán)壽命?
具有低維量子結(jié)構(gòu)的硅基半導(dǎo)體和化合物半導(dǎo)體材料是新一代微電子、光電子器件和電路的基礎(chǔ)，可能引發(fā)新的技術(shù)革命。世界各發(fā)達國家都給予高度重視。目前，低維量子結(jié)構(gòu)已成為整個半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)及相關(guān)學(xué)科范圍中最活躍、投入最多、成果最豐、進展最快的領(lǐng)域之一?
光電材料符合光電子時代潮?
隨著信息產(chǎn)業(yè)逐漸從微電子時代進入光電子時代和光子時代，光電材料將成為光電產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)支撐和電子信息材料的主力軍。目前主要的光電材料系統(tǒng)包括III-V族化合物半導(dǎo)體光電材料、有機半導(dǎo)體光電材料、無機晶體和石英玻璃等。它們廣泛用于光通信網(wǎng)絡(luò)、光電顯示、光照明、光電存儲、光電轉(zhuǎn)換及光電探測等領(lǐng)域。例如在光照明領(lǐng)域，以GaN和GaAs等化合物半導(dǎo)體材料技術(shù)為基礎(chǔ)的高亮和白光LED照明器件正在引發(fā)一場照明革命?
目前，我國電子信息材料的發(fā)展水平同發(fā)達國家有很大差距，尤其是在基礎(chǔ)硅半導(dǎo)體領(lǐng)域，而在光電功能材料、有機半導(dǎo)體材料方面的差距并不是很大。根據(jù)世界電子信息材料的發(fā)展趨勢和特征，筆者認(rèn)為應(yīng)該本著有所為有所不為的態(tài)度，在自己的優(yōu)勢領(lǐng)域加快發(fā)展?
