冬奥会的数字胸牌，拉开了电子纸物联网应用的序幕
在近日开幕的北京冬奥会上，热情洋溢的志愿者引人关注，除了他们绽放的笑颜，其胸前佩戴的数字胸牌也颇为吸睛。这种采用电子纸技术的胸牌，不仅科技含金量高，还尽显绿色健康的理念。在今年1月初举办的国际消费类电子产品展览会（CES）上，宝马集团发布了首款完全包裹在电子纸中的变色概念车—BMW iX Flow，车身像变色龙一样，能从白色渐变为黑色，一夜之间成为“网红”。
短短两个月，电子纸在全球科技和体育顶级舞台上出尽风头。这似乎也预示着，电子纸产业正在进入发展的关键节点。业内专家向《中国电子报》记者指出，从2022年起，电子纸产业将迎来一个快速发展期。
五年复合增长率将达59%
电子纸（E-paper）是一种超薄、超轻的特殊显示屏幕，又被称做“电子墨水屏”。区别于传统显示，电子纸本身不发光，因此不需要背光源或背光模组。
绿色是电子纸的天然优势。据了解，电子纸的技术特色是双稳态和反射式，与其他类型的普通显示屏相比，电子纸具有与纸张相似的阅读舒适和视觉感受，在显示内容时不耗电，只有在内容变化时候才耗电，且在持续显示下仍然超低耗电。不仅如此，电子纸在外观形态上具有轻薄和柔性的特点，不易破碎。
凭借护眼、节能、环保等鲜明特征，电子纸的出现有望代替传统纸张，实现无纸化，并在零售、教育和医疗等领域有着广阔的应用前景。
事实上，关于电子纸相关的技术研发已有50余年之久，最早可追溯至20世纪70年代，当时日本松下公司首先发表了电泳显示技术。不过，早期技术存在显示寿命短、不稳定、彩色化困难等诸多缺点。20世纪末，E-Ink公司利用电泳技术发明了电泳油墨（又称电子墨水），极大地促进了电子纸技术的发展。包括施乐、柯达、摩托罗拉、佳能、爱普生、IBM在内的国际著名公司都曾先后涉足电子纸领域。2002年，东京国际书展上出现了第一张彩色电子纸，不过由于电子纸的色域受限，彩色化之后的显示效果欠佳。
电子纸制造企业东方科脉董事长周爱军在接受《中国电子报》记者采访时介绍道，电子纸技术主要有电泳、微杯、胆固醇液晶和电润湿等几种主要显示技术。相对来说，电泳和微杯技术较为成熟，市场化程度高，具有较好的客户基础。胆固醇液晶电子纸技术因为彩色化容易实现，所以也是实现彩色电子纸的主要途径之一。电润湿技术因为技术难度较大，难于产业化，到目前没有太大产业化进展。
在彩色电子纸技术方面，周爱军告诉记者，目前主要有E-Ink的ACep彩色电子纸技术和基于胆固醇技术的彩色电子纸，二者都在彩色研发和专利布局阶段。预计在2-3年内，ACeP彩色电子纸技术和胆固醇彩色电子纸都有产业化机会，可以广泛应用到阅读、广告等领域。
电子纸正受到越来越多的关注。去年12月底，工信部电子信息司提出，要聚焦基础电子元器件、关键电子装备与电子材料等领域，提升电子信息领域基础保障能力，推动技术创新体系建设。加强Micro-LED、电子纸、硅基OLED、印刷显示等前瞻性产业布局。
洛图科技分析师王育红向《中国电子报》记者表示：“在我国大力提倡‘双碳’的战略下，电子纸以其超低功耗节能的特性，可作为新型显示技术替代智慧城市、智慧零售、智慧办公等多个场景的液晶数字标牌，办公设备等。”根据洛图科技（RUNTO）数据显示，预计到2025年全球电子纸终端产品整体市场规模预计达到723亿美元，五年复合增长率高达59%。
主要应用市场在物联网
无论是国际性科技展会CES上的变色宝马车，还是北京冬奥会中的数字胸牌，都显示出电子纸日益受到重视的事实。然而已经到“知天命”之年的电子纸，事实上市场才刚刚启动。
“电子纸产业目前应该算处于爆发初期阶段，就像早晨5-6点的旭阳。目前已经在阅读办公记事本应用以及新零售标签应用越来越广泛。在未来的3-5年内，电子纸产业将迎来在物联网产业应用的巨大机遇。”周爱军向《中国电子报》记者表示。
记者了解到，电子纸除了成熟的阅读应用，主要市场发展领域在智能物联网，尤其在新零售电子价签爆发态势尤为明显，同时在智慧办公、智慧交通、智慧医院、智能物流等领域都有广阔发展前景。此外，因为当前全球双碳战略的实施，电子纸显示技术特别适合于智能周转包装盒领域的应用，这个市场应用更加巨大，有望打开电子纸应用的巨大空间。
目前电子纸应用出货量最大的产品是电子标签。根据洛图科技（RUNTO）的数据，2021年的全球电子纸标签模组出货量超过2亿片，预测2022年将翻倍至4.07亿片。其次是阅读器为主的电子平板。2021年，全球电子纸平板的出货量在1300万台，2022年可达1500万台，增长率超过15%。
不过，最值得关注的应用场景当属智慧教育领域。“电子纸的反射式显示方式具有不伤眼的特点，而这将改变由于大部分电子产品伤眼受限进入教育行业的现状。”亚世光电集团董事长贾继涛向《中国电子报》记者表示。
对此，王育红进一步补充说道，电子纸终端作为护眼产品，在替代液晶平板、电脑等设备实现线上教学、做题、考试等功能上，拥有非常大的市场空间。近年来的疫情将原本需要再多几年发展时间的互联网教育体系迅速拉入了用户视野，在这样的环境下，智能题库、辅导教材、可定制的阅读本、作业本等产品极具创新和发展空间。
“当前，电子纸产业已经实现了在电子纸阅读器和电子货架标签两个相对单一市场应用场景中的单点引爆，未来五年将是电子纸产业生态链发展和场景应用全面爆发的关键时期，产业链上游的电子纸膜片产能即将成倍释放，产业链中游的电子纸模组生产产能也在急速增加，产业链下游的各种场景应用更是多点引爆、遍地开花。”贾继涛向《中国电子报》记者表示。
未来，电子纸产业不仅会在智慧零售和电子纸阅读器领域继续扩大应用，更将在智慧办公、智慧物流、智能工厂、智慧交通、智慧医疗、智慧金融、智能家居等众多应用领域大展拳脚。
技术和产能掣肘
电子纸技术可以定义为慢变量技术型赛道。具备这种特点的产品，其发展必然会有一个长期的产业链磨合的过程。而且，产品的成熟对于核心技术部件有极大的依赖性，只有核心部件的技术大规模商业化后，才能使电子纸行业的发展迎来大规模的改变。
中国电子视像行业协会副秘书长董敏在接受《中国电子报》记者采访时指出，目前，电子纸技术突破和量产相对较慢，导致具备巨大增量市场的C端消费电子产品用户体验欠佳。另外，基于电子纸显示硬件的应用软件，开发投入严重滞后，导致消费电子产品的应用场景开发和适配问题严重，尚未能获得全体大众市场认可。
电子纸产业在实现爆发之前，还面临着来自成本、技术和市场认知等方面的一系列挑战。
“目前电子纸的上游供应商仍比较单一，绝大部分产能供给了智慧零售行业来做电子货架标签，在其他场景的细分产品创新明显不足。”王育红向记者表示，除了产能紧张和彩色显示技术欠成熟之外，电子纸产业在行业人才积累、适配应用软件的开发、资本介入、民间认知等多方面仍远不如其他显示技术领域。此外，周爱军认为，市场客户的认知相对较为薄弱，也成为阻碍电子纸产业快速发展的一个障碍。
在上述众多挑战中，最令人关注的是彩色电子纸的发展情况，但其目前仍处于研发阶段，未能实现批量出货。王育红告诉记者：“市场上的一些彩色电子纸显示产品，只能作为技术突破的一些证明，距离应用在商业产品上，还存在性价比、供应链、技术可靠性等多重问题。”
董敏指出，彩色电子纸的显示体验要追上液晶显示，还需要提高屏幕刷新率、显示色彩数量、色域、实现全尺寸范畴的高性价比，甚至是产品的全柔性。另外，则是要继续优化通过NFC、UHF，来实现无源超低功耗。
赛迪顾问高级分析师刘暾在接受《中国电子报》记者采访时表示，电子纸本身与LCD以及OLED显示技术不处于竞争状态，因此要把握好发展时机。而电子纸产业要想迎来爆发式发展，还需要满足以下条件：首先需要进一步降低成本，其次要让彩色化技术进一步成熟并逐步推广，最后还要拓展电子纸产品的应用范围。
“从2022年的上游产能供应、参与企业的发展节奏以及产品的创新多方面来看，从今年开始，电子纸将迎来一个快速发展的周期。”董敏告诉记者，电子纸在解决颜色限制问题后，将会更广泛的用在包括新零售、个人阅读视频、医院、机场、城市建设、物流等无纸化场景，以标签、平板、广告机、辅助显示器等产品形态，在未来与液晶显示共享巨大的市场空间。