碳達峰、碳中和已經(jīng)成為全球關(guān)注的話題,。國務(wù)院日前發(fā)布的《擴大內(nèi)需戰(zhàn)略規(guī)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(yè)高端化、智能化,、綠色化發(fā)展”,。半導體技術(shù)的發(fā)展是打造綠色低碳社會的重要動力。同時,，半導體行業(yè)自身也在積極實現(xiàn)綠色化與低碳化,，是碳中和戰(zhàn)略目標的積極踐行者,。

　　我們邀請到意法半導體副總裁、企業(yè)可持續(xù)發(fā)展主管Jean-Louis CHAMPSEIX來談?wù)劙雽w行業(yè)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(xù)發(fā)展主管Jean-Louis CHAMPSEIX

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

　　Jean-Louis CHAMPSEIX： ST研發(fā)產(chǎn)品的目的是創(chuàng)造一個可持續(xù)發(fā)展的世界,，采用可持續(xù)發(fā)展的方式開展研發(fā)活動。我們認為,，在幫助世界解決環(huán)境社會挑戰(zhàn)中,，技術(shù)可以發(fā)揮關(guān)鍵作用。因此,，我們看好“負責任產(chǎn)品”的開發(fā)前景,，因為，這些產(chǎn)品可以提高人們的生活品質(zhì)或用戶體驗,，同時最大限度地降低環(huán)境影響,。

　　早在上個世紀九十年代初，意法半導體就將可持續(xù)發(fā)展定為公司發(fā)展的指導原則,。今天,，可持續(xù)發(fā)展已融入公司業(yè)務(wù)的方方面，我們能夠拿出創(chuàng)新的解決方案,，幫助世界解決社會環(huán)境難題和挑戰(zhàn),。例如，2011 年我們啟動了“可持續(xù)技術(shù)”計劃,，在全球范圍內(nèi)落實新產(chǎn)品開發(fā)必須考慮可持續(xù)性的設(shè)計原則,。這個計劃為公司、客戶和整個社會創(chuàng)造了價值,?？沙掷m(xù)技術(shù)計劃是我們獨有的半導體產(chǎn)品生命周期評估（LCA）方法，詳見ST宣傳冊鏈接,？,。這個評估方法已融入我們的產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)過程，貫穿產(chǎn)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(yǎng)化幾個方面評估產(chǎn)品,。

　　一般而言,，轉(zhuǎn)換效率較高即能耗較少的功率器件對于經(jīng)濟向低碳轉(zhuǎn)型是一個巨大助力,，我們可以在混動汽車、電動汽車,、基礎(chǔ)設(shè)施,，以及所有使用功率器件的應(yīng)用領(lǐng)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(zhuǎn)換效率對于太陽能和電池供電等新能源應(yīng)用的推廣應(yīng)用至關(guān)重要,。

　　5G和其他低延遲,、高吞吐量通信系統(tǒng)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(lián)網(wǎng)&連接，這些產(chǎn)品技術(shù)有助于智能城市,、智能建筑和智能工業(yè)發(fā)展,。我們的努力包括賦能可再生能源和智能電網(wǎng)應(yīng)用，并更好地利用可再生能源和智能電網(wǎng),。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(yè)績穩(wěn)定增長。

　　2.寬禁帶半導體通常被認為具有節(jié)能省電的優(yōu)勢,。在社會整體倡導低碳綠色發(fā)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(chǎn)品,，包括高性能的硅器件和最新的寬禁帶技術(shù)，以滿足可再生能源應(yīng)用對高能效的要求,。我們產(chǎn)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(chuàng)新特性。這些半導體器件可以實現(xiàn)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(shù)發(fā)展的前沿,。與以前的硅基技術(shù)相比,，意法半導體的寬禁帶器件可以將開關(guān)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(chǎn)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(chuàng)性的寬禁帶半導體開關(guān)速度更快，可以取得更高的轉(zhuǎn)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(yōu)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(xiàn)在可以都安裝電池板內(nèi)。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(chǔ)設(shè)施的需求日益提高,。在這一持續(xù)的轉(zhuǎn)型中,，半導體行業(yè)正在證明半導體對新興清潔能源經(jīng)濟發(fā)展的重要性，正在激發(fā)開發(fā)者的創(chuàng)新力,，開發(fā)安全,、可擴展、可靠的能源解決方案,。

　　經(jīng)過幾年的碳化硅技術(shù)研發(fā),，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(chǎn),。今天，意法半導體以中高壓SiC功率產(chǎn)品豐富聞名業(yè)界,。意法半導體積極擴大產(chǎn)能,，開發(fā)完整、可靠,、穩(wěn)健的SiC供應(yīng)鏈,，滿足不斷增長的市場需求，并通過延長產(chǎn)品壽命計劃確保產(chǎn)品供應(yīng)連續(xù)性,。

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

　　通過在碳化硅技術(shù)領(lǐng)域深耕多年,，我們能夠為工業(yè)和汽車應(yīng)用提供行業(yè)領(lǐng)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(yīng)用，可承受當今市場上最高的200?C結(jié)溫,。然而,，開發(fā)這些改變行業(yè)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(qū)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(xù)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(qū)逆變器的尺寸減小約 70%,，這會引發(fā)像滾雪球一樣的連鎖反應(yīng),，功率半導體縮小80%，冷卻系統(tǒng)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(zhuǎn)換器和配電單元內(nèi)。這種卓越的四合一解決方案如今已出現(xiàn)在商用電動汽車上,，將會在經(jīng)濟型電動汽車上普及,。總體上，SiC的耗散功率比硅技術(shù)低75%,。

　　簡而言之,，碳化硅在汽車應(yīng)用中具有許多優(yōu)勢：減輕車重、增加續(xù)航里程（使用碳化硅后續(xù)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(chǎn)業(yè)進入下行周期,。國家推進低碳綠色化發(fā)展,，是否有助于拉動集成電路產(chǎn)業(yè)走出低谷？

　　Jean-Louis CHAMPSEIX：肯定有幫助,。中國的綠色化發(fā)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(chǎn)生了共鳴,。其中，通過賦能汽車電動化及相關(guān)的配套基礎(chǔ)設(shè)施,，意法半導體幫助世界從傳統(tǒng)燃油車向更智能,、更環(huán)保的出行解決方案轉(zhuǎn)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(jīng)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(guān)鍵動因與能源尤其是可再生能源有關(guān),。我們助力世界向更綠色的能源轉(zhuǎn)型，利用碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等寬帶隙半導體技術(shù)開發(fā)大功率,、高能效的功率器件,，降低太陽能電池板、風力發(fā)電機和智能電網(wǎng)中的能量轉(zhuǎn)換損耗,。

　　最后,，在中國，空氣質(zhì)量和能源管理也是的一個重要課題,。我們的產(chǎn)品可以監(jiān)測,、優(yōu)化和凈化汽車和工業(yè)發(fā)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(yè)能源領(lǐng)域提供各種能耗監(jiān)控產(chǎn)品,。

　　4. 近年來,，越來越多集成電路公司積極踐行綠色發(fā)展，如在芯片制造過程實現(xiàn)綠色與節(jié)能、企業(yè)數(shù)據(jù)中心的低能耗等,。集成電路產(chǎn)業(yè)在綠色低碳發(fā)展中有多大的潛力可以挖掘,？公司在這方面有哪些發(fā)展計劃？

　　Jean-Louis CHAMPSEIX：整個半導體行業(yè)長期以來一直致力于盡可能減少經(jīng)營活動特別是制造過程造成的環(huán)境影響,。半導體行業(yè)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(xié)議范圍 2）,。 在這兩個領(lǐng)域，意法半導體長期以來一直走在行業(yè)的前面,。自1994 年以來,，我們一直在積極應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。具體來說,，我們在所有前工序工廠安裝了廢氣減排系統(tǒng),，通過技術(shù)手段盡可能減少 PFC 排放。意法半導體的努力得到了業(yè)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(jīng)超過15 年,。

　　我們還為半導體行業(yè)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(xiàn)碳中和,，并且作為碳中和承諾的一個要素,，有望在2025年實現(xiàn)電力需求中可再生能源占比80%，2027 年100%,。

　　我們認為,，我們?nèi)啃袆佑媱澘梢韵锌赡艿呐欧牛⑹褂闷渌绞降窒溆嗟呐欧?。意法半導體將在2027年實現(xiàn)碳中和,，以證實我們是可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)導者的訴求。

　　參考資料：

https://www.st.com/content/ccc/resource/corporate/company_promotion/corporate_brochure/group0/84/9e/cc/c8/25/26/4c/23/Sustainable_Technology_Brochure/files/ST_Sust_Tech_Brochure.pdf/_jcr_content/translations/en.ST_Sust_Tech_Brochure.pdf

更多精彩內(nèi)容歡迎點擊==>>電子技術(shù)應(yīng)用-AET<<