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IC产业创新新阶梯:生态工程

作者: 2011-03-05 09:25:02 浏览:0

创新是半导体技术发展的特性。从20世纪50年代由第一代电池供电的晶体管收音机及计算器,至20世纪晚期包罗万象的数字化革命,工程师们永远努力寻求新方法,用硅半导体(Silicon)解决那些看似不可能完成的任务。

在半导体行业短暂的发展历程中,其前进步伐取决于消费者对集成电路行业与日俱增的需求——运行更快、性能更优、价格更便宜。然而,始于20世纪90年代“更环保、更健康及更智能”的新消费主张开始与旧观念相结合,并产生了惊人的结果。

创新本身也必须改变

每次技术飞跃发生之前都会有“序曲”,而以绿色产品和生态工程(eco-engineering)作为当今重要创新改变的前奏,再恰当不过。十几年来,恩智浦半导体不仅认同生态工程的理念,更利用其产品充分展现了生态工程的重要性;诸如,推出了集成电路GreenChip™系列产品,极大地提高了计算机、液晶电视电源以及其他终端应用的能效。

  之前,模拟和数字领域完全是单独设计的。如今,作为一个新的创新领域,它比以往任何时候都需要将这两种领域无缝融合至混合信号领域。

  恩智浦凭借其高性能混合信号(HPMS)制造工艺、内部团队自主设计的丰富经验以及广博的系统设计知识,催生出更多的创新产品。这份《绿色创新白皮书》展现了恩智浦如何以生态工程驱动力为基础来拓展和制定其产品战略,并讨论了五大应用领域:光伏/太阳能、智能电源/智能电表、电源供应、汽车和照明。

  创新阶梯

  生态工程不仅给几乎所有的产品类型增添了一个新的层面,更是汇集了以往大部分的创新技术。低功耗能源技术、高性能计算和无线通讯最终的完美契合使生态工程得以实现。然而,生态工程还涉及其他差别更为细微的技术,正是这些技术将数字和模拟领域结合在一起,并且通过多个行业几十年来积累的高性能混合信号制造技术、高级封装技术、混合信号设计经验以及系统级应用知识纳入同一系统内,最终促成了先进的生态工程。

  全球环境问题迫在眉睫,这也使得生态工程成为了不可避免的发展趋势。

  虽然各种技术让许多人的生活变得更加轻松愉快,但是技术的应用程度高低与一个国家对全球生态系统造成的不利影响存在着一定的关联。这种关联如图1所示,它显示了许多国家从1975年至2003年科技与生态发展的历史趋势,纵轴上绘制的是这些国家的生态印迹。

图1. 技术越先进的国家,其生态科学发展的轨迹越明显(来源:世界自然基金会2006年《地球生命力报告》)  

  图1. 技术越先进的国家,其生态科学发展的轨迹越明显(来源:世界自然基金会2006年《地球生命力报告》)

  消费者开始意识到自己在生态科学方面行为轨迹将引发一系列社会问题,并且已开始根据意识到的社会问题来调整自己的购买决定。

  混合动力汽车和电动汽车领域取得的巨大成功最能体现这种转变,特别是汽车制造商正全力以赴加快步伐。环球透视公司2009年公布的《混合动力汽车报告》显示,2009年混合动力汽车的全球产量增幅超过77%,并预测2010年的增长率超过106%。

  消费者对节能的偏好也延伸到了智能家居设施领域。例如,美国主要住宅建筑商的调查显示,70%的潜在住房购买者希望选择节能的智能家居设施。

  世界各国政府也在积极推动环保运动,通过制定法律法规和节能目标,以期减少二氧化碳排放量和缓解因能源过度使用所带来的其他环境问题。

  更精简、更环保

  由于半导体已经成为了几乎所有先进技术不可或缺的一部分,因此它理所当然能够在减少技术对环境留下不良印迹上发挥重要作用。

  减少碳氢化合物排放量有两种主要方法。一、生产无需燃烧化石燃料的能源;二、使用产出高能效的能源。在能源产出方面,诸如太阳能光伏发电等可再生能源可以大大减少每千瓦时产生的二氧化碳量。当涉及到减少工业化和后工业化国家大规模的生态轨迹时,提高全球能源效率的最佳途径在于提高终端应用的效率。为此,提高终端应用的效率可通过直接提高电源供应或照明设施的能效来实现,或可通过如“智能电网”和“节能路线选择”那样改变用户的行为来完成。

  然而在这两种情况下,集成电路作为最微小的元件却在大规模减少生态印迹方面发挥着惊人的作用。集成电路在不同的应用领域中能够发挥多少作用?

  在电源领域中运用恩智浦的GreenChipTM技术是一个很好的例子。例如,笔记本电脑或游戏机的电源采用GreenChipTM集成电路系列,通常可节省5-10瓦的电量。然而,由于GreenChipTM本身仅消耗约0.5瓦的电量,所以其杠杆计算会更加惊人,投资回报率约为10倍至20倍。

  从智能电网到智能仪表,从智能插头再到能耗可调型

  家居设施,“智能电源”的表现形式多种多样,以期通过改善能耗以满足客户实时的需求这些可安装的设备实现节能的前景非常广阔,而恩智浦提供的各种智能仪表和智能插头产品至关重要。以建筑领域为例,从连接到配电系统的设备所获取的直接反馈可达10%至15%。

  在太阳能领域,光伏系统的能效在很大程度上取决于光伏电池产生的直流电转换成电网使用的交流电或转换成其他直流负载使用的直流值的效率。以电池充电器为例,与传统的PWM控制器相比,恩智浦的解决方案可从太阳能面板多提取30%的功率。

  汽车和照明领域亦是如此。《绿色创新白皮书》深入探讨了这五大应用领域,并对恩智浦在各领域的表现、产品和行动进行了描述。

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