MEMS喷墨打印头市场与技术趋势

 

Inkjet Printhead Market & Technology Trends 2016

创新的MEMS技术引领喷墨打印产业转型

从技术推动转向市场拉动，喷墨打印产业迈向新纪元

喷墨打印为个人文档打印提供了灵活、经济的解决方案，目前仍在家庭和小型办公环境中大量应用。同时，CAD和图形艺术应用的大型宽幅打印将喷墨打印作为单次打印和小批量打印的技术选择。21世纪初期，数字应用逐渐大众化，受到越来越广泛的家庭网络应用驱动，以及数码相机出现（极大地冲击了传统照相市场）的刺激，OEM打印机制造商开发了高质量、高分辨率的喷墨打印头。MEMS技术为之带来了“诱人”的解决方案：每个喷墨打印头拥有更高的喷嘴密度，以及通过大批量生产实现可接受的制造成本。

办公打印市场是从MEMS喷墨打印头打印机与中低档激光打印机的竞争中获益的市场之一，同时也领略了MEMS喷墨打印头打印机的卓越性能。此外，这一数字变革在新领域市场也势头强劲。多年来，商业和工业打印应用一直使用模拟打印解决方案，如苯胺印刷、胶版印刷和丝网印刷，虽然这些解决方案具备大规模量产能力以及较低的生产成本，但是，这些技术都受限于需要使用印刷母版，而且无法兼容印刷面小于4000m2的短版印刷。如今的工业和商业打印应用需求更加多样化，而且出现越来越多定制化的即时打印服务。因此，数码打印，尤其是喷墨打印无疑是跻身3万亿平米工业打印市场的有效解决方案。

在本报告中，Yole分析了MEMS技术如何满足市场需求并创造新的市场机遇。比如，MEMS喷墨打印头提供高度的集成性和扩展性，实现了单通（single-pass）喷墨打印头模组应用。该模组覆盖印刷介质的整个宽度范围，因此提升了打印速度和效率。应用半导体制造工艺的压电式喷墨打印头将进一步提高性能，为工业应用领域带来新的市场机遇，如纺织、封装、印刷电子以及最近火热的3D打印领域。

喷墨打印应用领域及喷墨打印机价格（单位：US$）

2021年MEMS喷墨打印头市场将达10亿美元，其中办公、商业和工业打印市场约为3.65亿美元

Yole预测2021年MEMS喷墨打印头市场将增长至10亿美元。随着成熟的消费类打印市场持续萎缩，喷墨打印头制造商将重新制定他们的市场策略，在办公、商业和工业打印市场创造新机遇，这几块市场在2021年预计将达3.65亿美元。

2015年，一次性喷墨打印头的出货量超过2.5亿只，证明消费类打印市场仍有大量需求，但是呈现逐年萎缩的趋势。另一方面，办公、商业和工业打印的喷墨打印头市场，预期2015~2021年将保持两位数的增长趋势。

为达成上述两位数增长，喷墨打印头制造商需要重塑他们的商业模式。消费类市场应用的“剃刀刀片”模式不适用于其它应用市场。工业应用的喷墨打印头是其打印设备的核心部件，日益成为永久的或半永久的重要器件。工业打印企业还没有做好准备，像如今的消费类用户那样去支付喷墨盒的更换费用。

2014~2021年MEMS喷墨打印头细分市场预测（单位：US$M）

新进厂商希望以合理的成本分享市场蛋糕

最近十年，喷墨打印头制造商状况发生了改变。消费类市场的小型供应商，如奥利维蒂（Olivetti）和柯达（Kodak），已经停产，利盟（Lexmark）最近将其喷墨打印事业部出售给了日本船井电机（Funai）。

大公司正为覆盖整个印刷产业而努力，为巩固其市场地位，推出了多种喷墨尺寸、灰度以及油墨类型的喷墨打印头。这些公司也希望通过内生增长或并购来实现销售增长。例如，爱普生（Epson）宣布计划通过建造一座新工厂使其MEMS PrecisionCore喷墨打印头产量扩大到目前的3倍，新工厂计划在2016年末投入运营。2009年，佳能收购了荷兰公司Oce以加强并扩大其在商业打印机市场的市场地位。最近一个月最有趣的现象是市场对MEMS技术的热情大增，几家公司都正在加紧MEMS喷墨打印头的开发。

本报告包含了MEMS喷墨打印头市场新进厂商以及新项目，比如赛尔（XAAR）的5601喷墨打印头和理光（Ricoh）的TH5240喷墨打印头，以及新进厂商面临的MEMS技术开发和制造相关的挑战。

热发泡打印和压电打印：两种主要技术，两种不同方案，一个共同目标

从惠普的“全维打印技术”（Scalable Printing Technology, SPT）及其相关喷墨打印头技术到佳能的“全平板照相喷墨打印头喷嘴工艺”（FINE）技术，再到爱普生的PrecisionCore技术，全球喷墨打印头制造商都有一个共同的目标：用更低的成本制造更好、更快的喷墨打印头。

大多数压电喷墨打印头使用PZT压电陶瓷材料，采用薄膜沉积PZT压电陶瓷代替整块PZT压电陶瓷具有巨大的应用前景。薄膜沉积PZT压电陶瓷的优势包括：更好的控制墨滴尺寸以调节灰度值和降低功耗。压电陶瓷材料可以通过溶胶-凝胶法和溅射法进行沉积。薄膜压电陶瓷材料已经被应用于富士胶片Dimatix公司的Samba喷墨打印头以及基于TFP技术的PrecisionCore喷墨打印头。数家公司，包括意法半导体（STMicroelectronics）、罗姆半导体（Rohm Semiconductor）以及Silicon Sensing Systems公司，目前都为制造喷墨打印头提供压电陶瓷沉积工艺服务。

MEMS技术为广泛的应用提供高分辨率和高扩展性的打印性能，尤其在商业打印、封装和纺织领域。MEMS技术提供多样化的单通喷墨打印头套件，通过精确的装配控制和维护一体化设计，以防止喷墨误差和喷嘴堵塞问题。

按需喷墨MEMS技术发展路线图