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一分钟重构电路板 硬件开发要变天
www.wforum.com | 2026-05-28 14:49:13  MIT科技评论 | 0条评论 | 查看/发表评论

  在硬件领域,工程师们大概都经历过这种折磨:在设计电路板(PCB)时,哪怕只是调整一根铜导线的走线,也得把设计文件发给工厂,等三五天甚至两周才能拿到新打样的板子;要是测试发现有问题,得再改、再等、再打样。在软件可以一天推送几十次更新的今天,硬件开发的迭代速度确实显得有点原始。

  近日,一家名叫 Itera 的初创公司最近从隐身模式中走出来,想要解决这个问题。他们推出了一块造型有些奇怪的原型电路板——在这块板子上,没有蚀刻出的铜走线,取而代之的是在玻璃基板上流动的液态金属合金。可以说,这是世界上第一块流体电路板。据称,在这块板子上,工程师可以在不到一分钟内物理重布整块电路板的走线,迭代速度比传统 PCB 快上一千倍。

  Itera 同时宣布完成了 1,200 万美元的种子轮融资,投资方包括 Upfront Ventures、Costanoa Ventures 和 Colle Capital。Itera 的 CEO 兼联合创始人 AJ Cooper 此前创办过硬件公司 Olio Devices。

  那么 Itera 到底是怎么做到的?核心技术路线可以拆成三个关键词:电润湿(Electrowetting)、液态金属(Liquid Metal)、玻璃基板(Glass Substrate)。

  先说电润湿。这并不是一项全新的科学原理。电润湿是指通过施加电场来改变液体与固体表面之间的润湿性,从而驱动液体在表面上移动、展开或收缩。这个效应在微流控芯片(Microfluidics)领域已经被研究了几十年,最典型的应用是"数字微流控"平台上的液滴操控。

  在实验室芯片上用电信号驱动微量液滴在电极阵列上移动。MIT 在 2024 年就发表过关于"可编程连续电润湿液态金属用于可重构电子"的研究。Itera 做的事情,就是把这个原理从学术实验室搬到了 PCB 工程实践中,用电场控制液态金属合金在玻璃基板上的流动和分布,让金属走线"按需成型"。

  再说液态金属。Itera 没有明确公开其使用的具体合金配方,但从技术背景推测,最可能的候选材料是镓(Gallium)基合金,比如 EGaIn(共晶镓铟合金,Eutectic Gallium-Indium)或 Galinstan(镓铟锡合金)。这类合金在室温下为液态,导电性好,且不像水银那样剧毒。

  学术界近年来围绕镓基液态金属的研究论文呈爆发式增长,涉及柔性电子、可穿戴传感器、软体机器人等方向。但镓基液态金属有一个广为人知的脾性:暴露在空气中会迅速形成氧化膜,改变表面张力和流动性。如何在实际工程中控制这种氧化行为,一直是液态金属应用的核心挑战之一。

  最后是玻璃基板。传统 PCB 使用的是 FR-4(阻燃玻璃纤维增强环氧树脂层压板)作为基板,铜箔通过蚀刻工艺形成走线,一旦制作完成就是"死"的,不可逆。Itera 换成了玻璃,这不仅是为了配合电润湿驱动(玻璃表面更容易做介电层涂覆和电极图案化),也为多层基板的实现提供了可能性。据公司披露,他们的方案支持多层(Multilayer)基板结构,这对于复杂电路设计来说是一个必要条件。

  据相关媒体报道,Itera 称其首批订单已经来自"全球前五大汽车 OEM 之一以及国防领域的新兴承包商",还有"一家头部超大规模计算企业和多家芯片组制造商"表达了兴趣。但如果属实,说明 Itera 的目标从一开始就不是业余爱好者,而是那些每年在硬件研发上砸下真金白银的大客户。汽车和国防领域对原型迭代的需求确实存在。因为一辆新车的电子系统越来越复杂,等两周拿一块电路板非常的拖慢节奏。

  此外,Itera 选择的商业模式也很有意思。他们不打算把直接把电路板卖给你,而是走 EaaS(Electronics-as-a-Service,电子即服务)路线。具体操作是:客户把设计文件和自己的实际元器件寄过来,Itera 在其位于美国本土的安全测试中心,将这些元器件组装到自家的可重编程多层基板上。

  当工程师修改设计时,Itera 会重新配置液态金属走线以匹配新的布线方案,然后重新组装并测试。整个过程中使用的是真实元器件和真实电气行为。这意味着 Itera 不是一个仿真工具,而是一种"快速物理原型"平台。

  这种服务化的模式有其商业逻辑。一方面,流体电路板的制造工艺显然不是随便哪个 PCB 厂都能复制的,集中化运营可以保护技术壁垒;另一方面,对于涉及国防和汽车等敏感领域的客户,美国本土、安全可控的测试环境本身就是一个卖点。但这也意味着,至少在初期阶段,Itera 的规模化能力会受限于其测试中心的物理产能。

  全球 PCB 产业正处于一个不算小的景气周期中。据行业研究机构 Prismark 的数据,2026 年全球 PCB 产值预计将达到 1,052 亿美元,同比增长约 13.9%,AI 相关需求是主要驱动力。在这样一个体量的市场里,Itera 瞄准的其实不是 PCB 量产环节,它无意也没有能力取代深圳或台湾地区的大型 PCB 工厂,而是研发阶段的原型迭代这个垂直切口。

  但即便只是原型制作这个细分赛道,其市场规模也远非初创公司能轻易吃下。值得注意的是,另一家名为 Flux 的初创公司在 2026 年初拿到了 3,700 万美元融资,试图用 AI 自动化 PCB 设计流程。Itera 和 Flux 从不同角度切入了同一个痛点:硬件开发太慢了。

图 | Itera 的 CEO 兼联合创始人 AJ Cooper(来源:Itera)

  但 Itera 也面临着不少物理层面的硬约束。

  第一是信号完整性(Signal Integrity)。传统 PCB 上的铜走线经过精密的阻抗控制设计,在高频信号传输时表现可预测。液态金属走线的阻抗特性是否能达到同等水平?走线截面的一致性如何保证?在 GHz 级别的高速数字电路或射频(RF)应用中,哪怕是微小的阻抗波动都会造成信号质量问题。Itera 目前没有公开其液态金属走线的频率适用范围或阻抗控制精度。

  第二是热管理和长期稳定性。液态金属合金在反复重构过程中是否会出现疲劳或降解?镓基合金对某些金属(尤其是铝)有很强的腐蚀性和渗透性,与元器件引脚之间的界面兼容性如何处理,是一个不容忽视的材料科学问题。此外,液态金属走线与传统焊接点的接触电阻稳定性也有待验证。

  第三是密度和复杂度的天花板。一块现代智能手机主板上的走线密度,线宽可以做到 50 微米甚至更细,层数可达十几层,过孔(Via)数量以千计。Itera 宣称支持多层基板,但具体能做到多少层、最小线宽和线距是多少、过孔如何在液态金属体系中实现?这些关键参数统统没有披露。对于原型验证阶段的相对简单电路,这些限制或许可以接受;但要覆盖更复杂的设计需求,技术难度会呈指数级上升。

  最后是从"能用"到"好用"的工程鸿沟。实验室原型和可量产的工程平台之间隔着的从来不只是一步。电润湿技术在微流控领域已经被研究了几十年,但真正的大规模商用产品依然屈指可数,这背后有深刻的工程原因——液滴操控的可靠性、系统集成的复杂度、制造良率等问题在学术论文里可以被一笔带过,在商业产品中却是生死线。Itera 需要证明的不仅是"液态金属走线可以形成",更需要保证它能在成千上万次重构中保持一致、可靠、精确。

  所以,传统 PCB 要过时了吗?至少短期内不会。Itera 的技术即使完全兑现其宣传,也更像是硬件研发工具链中的一个新环节,而非对整个 PCB 工业体系的替代。但它提出的问题值得思考:为什么软件开发可以秒级迭代,硬件研发却还困在"改板—等板—再改板"的循环里?

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