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    1. 當前位置:首頁 > 廠商動態 > 意法半導體
      [導讀]碳達峰、碳中和已經成為全球關注的話題。國務院日前發布的《擴大內需戰略規劃綱要(2022-2035年)》多處提到要“大力倡導綠色低碳消費,推進制造業高端化、智能化、綠色化發展”。半導體技術的發展是打造綠色低碳社會的重要動力。同時,半導體行業自身也在積極實現綠色化與低碳化,是碳中和戰略目標的積極踐行者。

      ——專訪意法半導體可持續發展主管

      碳達峰、碳中和已經成為全球關注的話題。國務院日前發布的《擴大內需戰略規劃綱要(2022-2035年)》多處提到要“大力倡導綠色低碳消費,推進制造業高端化、智能化、綠色化發展”。半導體技術的發展是打造綠色低碳社會的重要動力。同時,半導體行業自身也在積極實現綠色化與低碳化,是碳中和戰略目標的積極踐行者。

      我們邀請到意法半導體副總裁、企業可持續發展主管Jean-Louis CHAMPSEIX來談談半導體行業如何為國家的“綠色低碳”目標作出貢獻。

      意法半導體公司副總裁、可持續發展主管Jean-Louis CHAMPSEIX

      1.集成電路技術(如5G、邊緣計算、功率半導體等)在哪些方面可以助力社會經濟的綠色化、低碳化發展?公司在低碳綠色發展中的重點是什么?

      Jean-Louis CHAMPSEIX: ST研發產品的目的是創造一個可持續發展的世界,采用可持續發展的方式開展研發活動。我們認為,在幫助世界解決環境社會挑戰中,技術可以發揮關鍵作用。因此,我們看好“負責任產品”的開發前景,因為,這些產品可以提高人們的生活品質或用戶體驗,同時最大限度地降低環境影響。

      早在上個世紀九十年代初,意法半導體就將可持續發展定為公司發展的指導原則。今天,可持續發展已融入公司業務的方方面,我們能夠拿出創新的解決方案,幫助世界解決社會環境難題和挑戰。例如,2011 年我們啟動了“可持續技術”計劃,在全球范圍內落實新產品開發必須考慮可持續性的設計原則。這個計劃為公司、客戶和整個社會創造了價值??沙掷m技術計劃是我們獨有的半導體產品生命周期評估(LCA)方法,詳見ST宣傳冊鏈接1。這個評估方法已融入我們的產品技術開發過程,貫穿產品的整個生命周期。例如,LCA從溫室氣體(GHG)排放、用水量和水體富營養化幾個方面評估產品。

      一般而言,轉換效率較高即能耗較少的功率器件對于經濟向低碳轉型是一個巨大助力,我們可以在混動汽車、電動汽車、基礎設施,以及所有使用功率器件的應用領域中看到這種影響。以射頻信號傳輸為例,功耗越低,能效越高。功率轉換效率對于太陽能和電池供電等新能源應用的推廣應用至關重要。

      5G和其他低延遲、高吞吐量通信系統支持遠程會議/活動,因此,可以減少乘坐汽車、飛機等交通工具出行。

      意法半導體多年來一直專注電動汽車、電源&能源,以及物聯網&連接,這些產品技術有助于智能城市、智能建筑和智能工業發展。我們的努力包括賦能可再生能源和智能電網應用,并更好地利用可再生能源和智能電網。這些是我們的主要增長點,讓我們能夠在整個市場周期中保持業績穩定增長。

      2.寬禁帶半導體通常被認為具有節能省電的優勢。在社會整體倡導低碳綠色發展下,對其前景如何預期?公司是否有投入寬禁帶半導體的計劃?

      Jean-Louis CHAMPSEIX:意法半導體提供各種功率半導體產品,包括高性能的硅器件和最新的寬禁帶技術,以滿足可再生能源應用對高能效的要求。我們產品組合的核心是用碳化硅代替硅,利用新型寬禁帶半導體的創新特性。這些半導體器件可以實現以前硅半導體無法達到的能效。 事實上,25 年來,意法半導體一直走在SiC 技術發展的前沿。與以前的硅基技術相比,意法半導體的寬禁帶器件可以將開關損耗減半,最大限度地減少能源浪費。損耗降低等于熱量減少,散熱器變小,甚至不用散熱器。因此,碳化硅還降低了最終產品的尺寸和重量,從而使安裝成本降低約 50%。

      與硅基功率器件相比,具有開創性的寬禁帶半導體開關速度更快,可以取得更高的轉換能效,處理比更大的電流和電壓。因此,在太陽能電池板中,寬禁帶器件支持更多的太陽能電池和更高的功率,提高太陽能板的成本優勢。以前,太陽能電池板的控制器與其余組件是分開安裝的,現在可以都安裝電池板內。這樣提高了可靠性和能效,同時也降低了價格。

      隨著低碳行動不斷展開,市場對可再生能源及其配套基礎設施的需求日益提高。在這一持續的轉型中,半導體行業正在證明半導體對新興清潔能源經濟發展的重要性,正在激發開發者的創新力,開發安全、可擴展、可靠的能源解決方案。

      經過幾年的碳化硅技術研發,意法半導體在2004年推出了首個SiC二極管,2009 年推出SiC MOSFET晶體管,并于 2014 年開始量產。今天,意法半導體以中高壓SiC功率產品豐富聞名業界。意法半導體積極擴大產能,開發完整、可靠、穩健的SiC供應鏈,滿足不斷增長的市場需求,并通過延長產品壽命計劃確保產品供應連續性。

      意法半導體按照最高標準制造SiC產品,以提升電動汽車(EV)、太陽能逆變器、儲能、工業電機和電源的可靠性能和能效。我們的技術超越了工業和汽車應用標準,并有望進軍要求更高的空航天應用。

      通過在碳化硅技術領域深耕多年,我們能夠為工業和汽車應用提供行業領先的碳化硅 MOSFET和碳化硅二極管。額定電壓達到650V或1200V,具體取決于型號,這些器件將高壓電力定位目標應用,可承受當今市場上最高的200oC結溫。然而,開發這些改變行業的元器件遠非一帆風順。

      碳化硅的禁帶是硅的兩倍甚至三倍,因為電子需要三倍的能量才能到達禁帶,這意味著SiC器件可以承受更高的電壓和電場。因此,與硅基解決方案相比,SiC器件的擊穿電壓要高得多,而導通電阻要低得多。

      SiC可以降低電動汽車電驅逆變器的整體尺寸。除了尺寸更小外,碳化硅MOSFET還集成了一個非??斓睦m流二極管。而硅IGBT的尺寸更大,還需要在PCB上安裝一個外部二極管??傮w而言,SiC 可使電驅逆變器的尺寸減小約 70%,這會引發像滾雪球一樣的連鎖反應,功率半導體縮小80%,冷卻系統和無源元件也隨之縮小 80%。

      SiC 還減小了電動汽車的車載充電器和電池管理解決方案的尺寸。緊湊的SiC可以集成到 DC-DC轉換器和配電單元內。這種卓越的四合一解決方案如今已出現在商用電動汽車上,將會在經濟型電動汽車上普及??傮w上,SiC的耗散功率比硅技術低75%。

      簡而言之,碳化硅在汽車應用中具有許多優勢:減輕車重、增加續航里程(使用碳化硅后續航>600 公里);因為碳化硅充電站把功率處理能力提高一倍(SiC快充:350 Kw),所以,可以縮短充電時間(從16分鐘減少到7分鐘)。

      3.當前,集成電路產業進入下行周期。國家推進低碳綠色化發展,是否有助于拉動集成電路產業走出低谷?

      Jean-Louis CHAMPSEIX:肯定有幫助。中國的綠色化發展與意法半導體幫助芯片廠商提供低碳解決方案的努力產生了共鳴。其中,通過賦能汽車電動化及相關的配套基礎設施,意法半導體幫助世界從傳統燃油車向更智能、更環保的出行解決方案轉變。意法半導體的汽車電動化解決方案使車企能夠制造出更好、更經濟的電動汽車,使駕駛者能夠減少空氣污染,減緩全球氣候變化。

      支持低碳的第二個關鍵動因與能源尤其是可再生能源有關。我們助力世界向更綠色的能源轉型,利用碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等寬帶隙半導體技術開發大功率、高能效的功率器件,降低太陽能電池板、風力發電機和智能電網中的能量轉換損耗。

      最后,在中國,空氣質量和能源管理也是的一個重要課題。我們的產品可以監測、優化和凈化汽車和工業發動機的氣體排放,測量城市空氣污染,以及凈化家庭空氣。我們還在家庭、城市和工業能源領域提供各種能耗監控產品。

      4. 近年來,越來越多集成電路公司積極踐行綠色發展,如在芯片制造過程實現綠色與節能、企業數據中心的低能耗等。集成電路產業在綠色低碳發展中有多大的潛力可以挖掘?公司在這方面有哪些發展計劃?

      Jean-Louis CHAMPSEIX:整個半導體行業長期以來一直致力于盡可能減少經營活動特別是制造過程造成的環境影響。半導體行業減碳行動主要涉及兩個方面:使用全氟化氣體(PFC)造成的直接排放和消耗能源(主要是電力)引起的間接排放(溫室氣體協議范圍 2)。 在這兩個領域,意法半導體長期以來一直走在行業的前面。自1994 年以來,我們一直在積極應對這些挑戰。具體來說,我們在所有前工序工廠安裝了廢氣減排系統,通過技術手段盡可能減少 PFC 排放。意法半導體的努力得到了業界同行的認可,在世界半導體理事會主持PFC 減排工作組的工作已經超過15 年。

      我們還為半導體行業使用再生電力鋪平了道路,逐年提高綠色電力的使用比例。2022年,我們的用電量中有 62% 來自可再生能源。我們承諾到 2027 年實現碳中和,并且作為碳中和承諾的一個要素,有望在2025年實現電力需求中可再生能源占比80%,2027 年100%。

      我們認為,我們全部行動計劃可以消除所有可能的排放,并將使用其他方式抵消其余的排放。意法半導體將在2027年實現碳中和,以證實我們是可持續發展領導者的訴求。

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