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一分钟重构电路板 硬件开发要变天 | 温哥华地产中心
   

一分钟重构电路板 硬件开发要变天

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。

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