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破局与突围，打印机背后的硬科技角力场

2024-03-20 09:29:50 来源：- 作者：-

近年来，科技创新已经成为世界各国重塑产业形态、创造新竞争优势的重要战略选择。在众多高新尖端技术领域中，人们常常把目光聚焦到人工智能、5G、半导体、量子技术、生物技术、新能源以及航空航天等方向，这些领域的技术突破无疑对现代社会的发展起到了巨大的推动作用。然而值得注意的是，一台我们日常办公和生活中都会用到的打印机，也蕴含着科技竞争的重要元素，更是各国先进工业制造水平的印证。

那么一台打印机背后蕴含着哪些科技元素，为何成为科技竞争的焦点呢？

绕不开的技术和专利门槛

1955年美国施乐公司推出第一台完全自动化的静电印刷机，4年后又成功推出了914复印机，将复印机从模拟式转化为数字式，从单功能变为多功能，此后，施乐公司继续推出激光打印机及专利构建，奠定了其在行业的鼻祖地位。

80年代，随着技术的不断进步和市场的开放，以佳能为代表的日本公司打破了施乐的专利封锁，研发出自己的激光成像技术，日系厂商在打印机市场逐渐获得了话语权。这种竞争格局的形成，不仅推动了技术的创新，也促进了市场的繁荣。90年代，美国惠普公司推出第一台1000美元以内的激光打印机，打印机开始在全球范围内实现商业化普及。与此同时，其他公司如韩国三星也曾尝试进入这个市场，但由于竞争激烈而最终选择退出。这些公司的兴衰更替，也反映了打印机行业的竞争激烈和变化莫测。

值得注意的是，近十多年来，中国厂商在也开始在打印机领域频频取得突破。2010年，中国厂商首次突破技术壁垒，开始走上打印机产业化发展道路。这不仅提升了中国在全球打印机市场的地位，也为国内消费者提供了更多优质的选择。

作为中国率先突破并拥有完整激光打印核心技术的厂商，奔图电子有限公司副总经理尹爱国在接受采访时表示：打印机行业是一个拥有极高门槛的行业，比如专利壁垒、技术壁垒等。如果你把一台打印机里面拆细，看到里面的结构，确实非常非常复杂。那些电子零件，电阻电容，这些东西不算，单纯是机械的零部件就近千个。

珠海奔图电子副总经理尹爱国

专利壁垒高是国内打印机产业起步晚的重要原因之一。全球共有打印机相关专利达数十万份，绝大部分由美国和日本企业申请，形成了严密的专利网。这些专利不仅数量庞大，而且涉及的技术点广泛，让后来者难以突破。国内企业在面对这些专利壁垒时，需要投入大量的人力、物力和财力进行技术研发和专利申请，增加了起步的难度。

而技术门槛高也是制约国内打印机产业发展的因素。打印机的研发涉及多个领域，包括精密机械、精细化工、精密光学、静电成像等，需要掌握众多核心技术。国内企业在这些领域的技术积累相对较少，缺乏足够的人才和经验，使得进入的门槛和难度进一步加大。

此外，打印机厂商通常自行研发生产核心零部件，或者与签有排它协议的供应商合作，形成了封闭的供应链系统。国内企业难以进入这个系统，难以获得核心零部件的供应和技术支持，从而限制了其产业发展。而投资回报周期长也是国内企业不愿涉足打印机产业的原因之一。由于研发难度大、市场规模相对较小且竞争激烈，打印机产业的投资回报周期较长。国内企业在考虑投资时，往往会权衡投资风险和回报，选择其他更有利可图的领域进行投资。

但打印机作为信息数据输入输出的重要设备，直接关系到信息安全和产业安全的保障能力。如果依赖国外技术，就存在信息泄露和被控制的风险。因此，自主研发核心技术是保障信息安全和产业安全的必要条件。尹爱国表示，“打印机信息安全中，数据控制板、引擎控制板的自主开发是核心关键。这也让我们更加意识到，拥有自主核心技术，实现从关键零部件到整机自主可控尤为重要。”

通过掌握核心技术，国内企业目前已经推出了更具竞争力的产品。其中，作为领头羊，奔图电子以自主开发打印机主控SoC芯片、LSU等核心部件为突破，并实现了量产与销售。通过自主研发持续获得成本和供应链可控的竞争优势，但整个技术的攻坚过程并不容易。

隐藏在打印机背后的高精尖技术攻坚

打印机技术攻关之路充满挑战，尤其是在成像引擎与关键零部件方面。这些核心组件不仅集成了光、机、电等多学科的高精度技术，还涉及到复杂的控制逻辑和物理特性的变化。

成像引擎作为打印机的心脏，其重要性不言而喻。它不仅要确保图像的高质量输出，还要兼顾速度和稳定性。在彩色成像引擎方面，套色位置和色彩浓度的精准控制是两大技术难点。CMYK四种颜色的碳粉叠加需要达到微米级的精度，这对零部件的制造精度、组装精度以及打印过程中的动态控制都提出了极高的要求。同时，由于关键零部件的物理特性会随时间、温湿度等环境因素变化，因此还需进行色彩浓度的精准控制，确保打印质量的稳定性。复印机的成像引擎需要同时满足长寿命、高可靠性、高稳定性、易维护以及低使用成本等多重需求，技术路线需要从单组份成像技术转向双组份成像技术，其中难度是指数级增长。

而打印主控SoC芯片作为打印机的“大脑”，这颗芯片不仅需要集成通用的CPU核和通信接口，还需要自主开发专用的打印控制、扫描控制、图像处理、色彩管理、信息安全等模块。这些模块的开发不仅需要掌握集成电路设计技术，还需要对打印机底层的技术原理和实现细节有深入的了解。据奔图电子副总经理尹爱国介绍：“这个芯片里面包含了有CPU，但它不仅仅是CPU。这个里面有很多的这种控制的逻辑，有很多的这种算法，不是通过在CPU上面跑的这个软件去实现的，实时性要求是非常高的，通用的这种芯片，你满足不了我的要求。而且因为芯片又涉及到信息安全，在信息安全这块它是非常非常关键，一款芯片，我的投入就是几个亿。”

此外，激光扫描单元LSU的设计同样充满挑战。在规避大量专利的同时，还需要进行大量的光学模拟解析和精准控制。其中，低成本大尺寸自由曲面透镜的成型工艺是一大技术难题，模具精度需要达到纳米级别。

面对这些技术难关，打印机厂商需要持续投入研发，加强产学研合作，培养专业人才，不断推动技术创新和突破。同时，也需要关注市场需求和用户体验，以用户需求为导向，不断提升产品的竞争力和市场占有率。

据了解，目前奔图自主开发了多款黑白和彩色打印主控SoC芯片和激光扫描单元等核心关键零部件，不仅实现供应链自主可控，更极大提升了产品信息安全。同时，奔图还自主开发了全系列产品的安全控制板，掌握了各级源代码，并实现可信计算3.0等安全增强功能，全面适配国产生态体系，在文印信息安全方面遥遥领先。

经过15年持续的自主创新，目前的奔图已经建立了中国打印行业最大的专利平台，拥有超过五千项专利，其中约七成是发明专利。2022年，奔图整体出货量已经跃升到全球市场前三，中国市场第二的水平，成功进入到规模化的发展阶段。

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互联网思维下的产业变局

随着移动互联网、云计算等技术的快速发展，平板电脑、智能手机等移动智能终端产品的高度渗透，人们对传统需求发生了新的变化，新的技术应用正在加速融入打印设备、打印场景当中，以云打印、移动互联为核心的智能打印机成为新的市场热点。

数字教育和移动办公的普及，又为云打印、家庭教育、居家办公等新型打印场景提供了广阔的发展空间。相较于欧美市场高达50%以上的打印机入户率，发展中国家的家庭打印市场尚存在巨大的增长潜力。

与此同时，用户需求的变化也为打印机产业带来了新的发展机遇。在数字化、智能化的推动下，用户对产品体验的要求越来越高。他们期望打印机不仅功能齐全，更要使用便捷、提供个性化服务，并能与互联网生态深度融合。此外，随着打印机与互联网的深度结合，打印机信息安全问题也日益凸显。用户对打印机信息安全的管控越来越重视，这既是对打印机厂商技术能力的考验，也是推动打印机信息安全技术发展的契机。

面对这些变化，尹爱国表示，“新技术如移动互联、人工智能、AI，正在对打印机行业带来一些新的需求。而在这些新技术的应用方面，其实我们跟这些国际巨头是站在同一起跑线，而我们可能更愿意改变，更愿意去拥抱这些新技术。”

“事实上从目前国内市场来看，我们去拥抱像微信的生态，钉钉的生态，作业帮的生态，让居家办公，在家里面学习都非常方便。从市场的反应来看，我们这一种改变是深受用户欢迎的。”尹爱国说。为此，公司在研发、运营和销售中心均设立了用户体验研究部门，将产品体验的优化贯穿于产品设计、开发、制造和销售的各个环节。通过一系列创新举措，如简化驱动安装步骤、实现一键安装，以及与微信、钉钉等平台的深度融合，奔图为用户提供了更加便捷、高效的打印体验。同时，奔图积极学习先进的互联网科技公司和智能化产品的生态模式，借鉴其成功经验，为打印机行业的创新发展提供了有益参考。

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