(Image par Cambridge_Spark de Pixabay)
Anciennement connu sous le nom de SmarTech Analysis, le cabinet d’études américain Additive Manufacturing Research (AMR), a publié une nouvelle étude augurant d’un horizon particulièrement rose pour le marché de l’électronique imprimée en 3D. Avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 37 % sur dix ans, ce secteur serait sur le point de connaître une croissance explosive, passant de 300 millions de dollars en 2023 au chiffre impressionnant de 7,9 milliards de dollars d’ici 2033.
Pour remettre les choses dans leur contexte, rappelons d’abord que l’impression 3D électronique est l’un des plus jeunes domaines d’application de la fabrication additive. La principale raison est qu’il est particulièrement difficile d’intégrer des composants électroniques. Pour incorporer des circuits électriques, des capteurs, des LED et d’autres composants électroniques directement dans l’objet imprimé, cela nécessite de développer des technologies d’impression 3D qui soit capables d’une précision extrême, de traiter des matériaux spécifiques (conducteurs, semi-conducteurs et isolants), et d’un bon contrôle du processus.
Là où les méthodes traditionnelles de circuits imprimés impliquent généralement de nombreuses étapes répétitives de fraisage et de gravure, l’impression 3D s’appuie sur des imprimantes dédiées équipées de têtes d’impression capables de déposer des matériaux conducteurs, semi-conducteurs et isolants en couches successives pour former des circuits électriques. Ces circuits peuvent être intégrés dans des prototypes, des dispositifs médicaux, des capteurs intelligents, des dispositifs portables (comme les montres intelligentes) et d’autres applications nécessitant des composants électroniques personnalisés.
L’avantage de l’impression 3D électronique réside notamment dans la fabrication rapide de prototypes fonctionnels, la personnalisation des dispositifs électroniques, la réduction des coûts de production, ou encore la possibilité de créer des conceptions complexes qui seraient difficiles à réaliser avec les méthodes de fabrication traditionnelles. Dans un contexte où la miniaturisation de l’électronique, c’est à dire l’intégration de plus en plus de fonctions dans un volume toujours plus réduit, est devenue un enjeu pour de nombreux domaines, la liberté de conception dont dispose l’impression 3D, a une sérieuse carte à jouer. Par ailleurs les fabricants d’électronique grand public et les entreprises tierces recourent de plus en plus l’impression 3D afin de produire des pièces de rechange rentables à la demande.
« on s’attend à ce que l’industrie de l’impression 3D passe de l’expérimentation et du prototypage à la production de pièces d’utilisation finale dans des applications de niche »
Evolution du marché mondial de l’impression 3D électronique 3D en dollars américains (Source : Additive Manufacturing Research)
Selon l’étude intitulée « 3D Printed Electronics 2023: Market Study & Forecast » de Manufacturing Research, les appareils à haute fréquence tels que les antennes, les amplificateurs et les émetteurs-récepteurs, dont les composants sont couramment utilisés dans l’aérospatiale, présentent un fort potentiel de croissance pour ce marché. Néanmoins, les avantages de la technologie 3DEP sont évidents et peuvent apporter une valeur ajoutée à d’autres secteurs tels que l’électronique grand public, le secteur médical et le secteur de la santé.
L’autre réservoir important de croissance identifié par le cabinet américain, réside dans la demande en forte hausse pour des méthodes de transmission de signaux cellulaires plus rapides et plus efficaces, notamment avec le déploiement de la 5G, et la 6G dans un avenir proche. « La recherche et les investissements se sont multipliés pour explorer le potentiel des antennes imprimées en 3D comme moyen de produire des antennes plus petites, moins chères et plus efficaces dispositifs. » souligne le cabinet d’étude avant de mentionner l’Université de Sheffield au Royaume-Uni qui a mené des recherches démontrant que les antennes à ondes millimétriques qui correspondent aux performances des antennes conventionnelles peuvent être imprimé en 3D à un coût bien inférieur.
« La recherche vise à identifier des solutions plus économiques méthodes de production de telles antennes et antennes pour réduire plus rapidement les barrières de coûts. Dans le cadre du déploiement de la 5G et de la 6G, notamment en zone rurale. La recherche a validé le utilisation du 3DEP pour les antennes directes mm/onde qui correspondent aux performances mais peuvent être fabriquées en quelques heures pour moins de dix dollars, plutôt que des centaines de dollars, c’est le coût des versions fabriquées de manière conventionnelle. » peut-on lire dans un extrait du rapport.
Carte PCB imprimée via la technologie du fabricant israélien Nano Dimension (crédits photo : Nano Dimension )
Quant aux acteurs de ce marché naissant, AMR nous rappelle le nombre encore limité d’entreprises maîtrisant actuellement cette technologie dans le monde. Le rapport mentionne des fabricants tels que Ceradrop, Nano Dimension, NeoTech, Optomec, FujiFilm, Voltera, BotFactory, nScrypt, JAMES, NextFlex, ChemCubed, PV Nanocell, Panasonic, additive electronics, nano3Dprint et Notion Systems. Toutefois, le cabinet estime qu’à mesure que les domaines de la fabrication électronique traditionnelle et de l’impression 3D vont se croiser, ce segment, bien qu’il soit actuellement restreint, est appelé à croître à un rythme rapide.
Dans son rapport, AMR estime que ce petit nombre d’acteurs consolidé autour du marché devrait le rester à court et moyen terme. Cependant, la croissance des fournisseurs d’impression 3D électronique à faible coût réduit les barrières à l’entrée. Il ajoute que si les acteurs de l’impression 3D électronique industrielle ne représentent « que » 30 % du marché, ils devraient occuper 75 % de celui-ci d’ici 2033.
« Sur la base des données disponibles, on s’attend à ce que l’industrie de l’impression 3D passe de l’expérimentation et du prototypage à la production de pièces d’utilisation finale dans des applications de niche, à forte composition et à faible volume au cours des dix prochaines années. Ce changement représentera un moment charnière dans l’industrie, et la technologie devrait être déployée pour la production commerciale d’ici la fin de la période de prévision. » Conclut SmarTech.
Les personnes souhaitant aller plus loin peuvent commander le rapport complet ICI.
