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電子紡織革命：村田和帝人的合資公司開創可穿戴電容材料新紀元

發布時間：2024-05-13作者來源：金航標瀏覽：1563


造襪子也是新質生產力，它不比手機或者電動車更容易。
小小的手機塞滿了幾千個零部件，這其中最多的不是芯片和傳感器，而是一種多層陶瓷電容MLCC。
手機里的電容主要是電能儲存元件，用來儲存來往穿梭、強度不一的電流。一部手機有上千個這樣的電容器件，比米粒還要小，自然也就不容易為人所知。但它卻無處不在，一臺AI服務器MLCC用量可達3000~4000顆，在一輛汽車這樣電容能達到上萬顆。
誰在生產這樣的工業大米？主要的巨頭就是日本村田制作所，它能占比全球1/3的市場。另外的玩家則是日本TDK和太陽誘電。臺灣國巨、廣東潮州三環也在這方面追趕。

一家技術強勁的企業，往往具有很強的擴張能力，遠在你我的視野之外。就像TDK也是一家具有強大傳感器的公司，村田在壓電傳感器方面則有著巨大的研發能力。
村?制作所的重點之?是壓電效應的薄膜傳感器，這是一種材料響應于施加的應??產?電壓。村田很想將其用在可穿戴設備，也掌握了?量的電?特性數據。但是，無法找到合適場景。
直到無意中村田的工程師，碰到?家襪?制造商。這家襪子制造商，采用化學試劑來抗菌和除臭。這種方法既不環保，而且效果也會隨著洗滌而衰減。工程師的想法被觸動：電壓是否可以來抗菌？
村田立刻行動起來，它找到了另外一家材料制造商，不是陶瓷，而是纖維。這就是在時尚面料獨樹一幟的日本帝人公司。
帝人也是全球飛機機翼復合材料碳纖維的重要提供者，它的電子材料也廣泛用在通訊和IT領域。這些多元化企業的面孔，往往很難用一張臉型來描述。

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雙方形成了一個新的合資公司，制造了一種PieClex的材料。它產?的電壓范圍從?伏到?約??伏，這是?類?法感知的?平。
人體可感知的靜電是在3000 V甚至上萬伏，這可比我們想象的要高得多。其實是因為靜電作用時間都是在微秒級，因此我們也無法感知到這種微小能量。然?這種電壓?以抑制微?物的??。
換句話說，織物發揮抗菌效果。
?纖維制成的器件，與村?制作所專?從事的電?元件，其實還是有很大的不同。這需要?量的材料樣品，來獲得?類舒適感相關的物理數據。
而另外的挑戰，是如何測量拉伸和收縮所產?的放電效應，以及對微?物的影響。這兩個“自證清白”的邏輯閉環，給工程師帶來了制造工具的新挑戰。
為了測量織物和布料表?在幾十微秒的極瞬間所產?的電量，一種定制的靜電?顯微鏡（EFM）被開發出來。
不僅如此，企業還必須自行制造新的工裝夾具和精密的測量系統，并且要有穩定的測試方法。一個新產品的出現，往往需要征服的不是一座技術山頭，而是一個技術群峰。開發一種新材料如此之難，就因為它不僅僅是研發產品，也要研發一套完整的制造系統。
這并非只能在一個企業的邊界里完成。創新的火花，還要源自跨界的碰撞。村田的電氣工程師與帝人的材料工程師建?了一套合作系統，村?負責評估電?特性和抗菌功能，?帝?Frontier則負責評估布料的顏?和觸感。這種組織之間毫無約束力的協同，其實是最難的。

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這種材料另外的好處就是可降解。壓電材料很容易讓?想起村田的老本行：陶瓷材料。但PIECLEX是由“聚乳酸（PLA）制成，當PIECLEX被埋在?壤中時，會形成?物降解。這是一種生物循環，不需要焚燒。

這種能發電的材料兼顧了循環經濟、綠色經濟、電子織物、柔性電子等諸多特性，看上去真是一種很有生命力的方向。然而，它的研制過程卻是充滿了太多夭折的通道，而且耗錢也沒有短期效應。但是傳統產業就是這樣充滿了勃勃生機，你熟悉的事物背后總是藏著一大塊陌生的空間。
紡織服裝是中國制造的基本盤，但這里偏見的濃度與資金的真空度一樣令人瞠目結舌。形成對照的是，無論美國還是日本，都在服裝材料尋求技術上的巨大突破。
美國奧勒岡大學的紡織學院，正在Nike、Puma的支持下，在電子材料和功能材料，向東方重新學習新的紡織技術。而美國麻省則致力于將芯片像纖維一樣紡織到纖維中去。
當那些似乎是不務正業的公司在埋頭探索黑暗隧道的時候，很多人只愿意把大把的資金和視線鎖定在戰略新興產業。其實任何一門傳統產業，都可以是戰略新興產業。村田已經成為手機、電動汽車行業的頂流供應商，也愿意進入襪子的供應鏈體系。這是一種贏在未來的長期主義戰略。如果中國企業，還只是在低價格卷門簾上下功夫的話，那么很容易剛擠入一個賽道，又會消失在另外一個賽道上。

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