半導(dǎo)體技術(shù)為節(jié)能做出重大貢獻

　　集成電路的發(fā)明與產(chǎn)業(yè)發(fā)展將人類社會帶進了信息時代，以集成電路為基礎(chǔ)的信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為世界第一大產(chǎn)業(yè)。與此同時，半導(dǎo)體技術(shù)在開發(fā)新能源、提高能源效率等方面都發(fā)揮著越來越重要的作用。美國節(jié)能經(jīng)濟委員會在2009年發(fā)表的《半導(dǎo)體技術(shù)美國能源生產(chǎn)力革新的希望》研究報告中指出，基于過去半導(dǎo)體技術(shù)對節(jié)能的貢獻，預(yù)計到2030年全美將節(jié)省27%的能量。

　　據(jù)美國能源情報署預(yù)測，如繼續(xù)保持電器產(chǎn)品的效率不變，那么到2030年，美國全年用電量將比使用節(jié)能型家電產(chǎn)品高出1.896×109kW•h;而如果政府大力支持節(jié)能家電的使用并推出相關(guān)政策的話，則還能夠節(jié)省電力約1.242×109kW•h!

　　以半導(dǎo)體技術(shù)推動下的智能電網(wǎng)為例，據(jù)國網(wǎng)能源研究院電力供需實驗室預(yù)測，2011-2020年，電網(wǎng)智能化可使全社會最高用電負荷下降約4900萬kW，假設(shè)每下降1kW少建設(shè)1kVA變電容量，按3700元/kVA電網(wǎng)設(shè)備投資造價測算，可減少電網(wǎng)建設(shè)投資需求約1800億元。

　　如此這般，半導(dǎo)體技術(shù)支撐下的智能社區(qū)、智能交通、智能家居、智能工廠等等，同樣將為節(jié)能型社會做出巨大貢獻。

　　綠色設(shè)計漸成潮流

　　對于應(yīng)用電子工程師而言，“綠色設(shè)計”不僅僅意味著使用符合RoHS環(huán)保法規(guī)的元器件，更為重要的是設(shè)計出工作穩(wěn)定、性能可靠、功能強大、質(zhì)量優(yōu)良、經(jīng)濟耐用的電子產(chǎn)品，因此電子設(shè)計同樣也要倡導(dǎo)“綠色設(shè)計”。

　　安陽工學院電子信息與電氣工程學院副院長秦長海教授認為，真正做到“綠色設(shè)計”并不容易，一方面要求工程師擁有深厚的設(shè)計理念和設(shè)計水平，同時要把它當成一種習慣。這需要從學生時代就要開始進行“綠色設(shè)計”理念的培育，養(yǎng)成節(jié)能為先的設(shè)計習慣，運用更為合理的電路設(shè)計來達到系統(tǒng)低功耗的目標，最終做到“綠色設(shè)計”。

　　微控制器要當節(jié)能先鋒

　　應(yīng)用電子工程師在實現(xiàn)綠色電子設(shè)計的過程中，離不開低功耗的電子零部件，作為電子系統(tǒng)的核心部件，微控制器當仁不讓地成為節(jié)能先鋒。工業(yè)和信息化部軟件與集成電路促進中心集成電路部衣豐濤副主任表示，美國一個家庭中可能擁有24個或更多的微處理器芯片，一輛汽車中共包含50個甚至更多的微控制器。初步估算，一個家庭IT產(chǎn)品的能耗已經(jīng)接近照明。

　　據(jù)賽迪顧問半導(dǎo)體業(yè)務(wù)群總監(jiān)李軻提供的數(shù)據(jù)顯示，2010年中國MCU市場整體銷售額高整增長30.5%，達到了218.5億元人民幣，預(yù)計未來三年持續(xù)保持快速增長態(tài)勢，2013年銷售額將達到328.7億元人民幣。

　　因此，圍繞微控制器來做好系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計，成為工程師必須率先考慮的項目。購買一款高性能、低功耗的微控制器替代原有器件，雖然單個器件的成本可能會增加，但是由于新型微控制器可能會減少其他元器件的數(shù)量，從而使總體成本得到降低，同時還得到了系統(tǒng)性能的提升。

　　最后，用中國科學院院士、北京大學微電子研究院首席科學家王陽元的一段話作為本篇文章的結(jié)尾，王陽元院士在其主編的《綠色微納電子學》一書中有這樣一段論述：未來集成電路產(chǎn)業(yè)和科學技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動力是降低功耗，不再僅以提高集成度即減小特征尺寸為技術(shù)節(jié)點，而以提高器件、電路與系統(tǒng)的性能與功耗比作為標尺。