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???環(huán)境保護,、經(jīng)濟效益和實際應(yīng)用" title="實際應(yīng)用">實際應(yīng)用的需求是促進節(jié)能技術(shù)發(fā)展的三大因素,。隨著節(jié)能的要求更加迫切,半導體芯片" title="半導體芯片">半導體芯片不但要降低自身的能耗,,還要擔負起降低系統(tǒng)能耗的重任,。因此,,半導體企業(yè)除了為電子系統(tǒng)提供單一的節(jié)能芯片之外,也致力于為客戶提供完整的高能效" title="高能效">高能效解決方案,。
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????如果我們冒昧地問一位動物學家北極熊和半導體芯片有什么必然聯(lián)系,,對方肯定會茫然不知所措。然而,,在近來的環(huán)保和節(jié)能宣傳中,,有一幅圖片或許已經(jīng)給很多人留下了深刻印象:蔚藍的大海,漂浮著斷裂的冰山,,一頭孤獨的北極熊蹲踞其上,,同樣茫然不知所措。的確,,全球氣候變暖正威脅著這個星球上的每一個生靈,,作為正在飛速發(fā)展的高新科技,,半導體技術(shù)" title="半導體技術(shù)">半導體技術(shù)是否應(yīng)該有所作為?
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????三大因素促進節(jié)能需求
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????減少碳排放以抑制氣候變暖,,是節(jié)能的首要目的,。當然,人類的博愛之所及決不僅限于北極熊,,還有他們自己的錢袋,。由于資源是有限的,能源的消耗意味著真金白銀的流失,,因此提高能效也是增收節(jié)支的重要手段,。退一萬步講,即便資源和金錢都用之不竭,,電子產(chǎn)品的實際應(yīng)用也會對節(jié)能提出要求,,消費者總是要求盡可能地延長便攜式電子產(chǎn)品的待機時間,,而由于系統(tǒng)能效偏低導致散熱過多也極大地影響了一些電子產(chǎn)品的性能,。因此,環(huán)境保護,、經(jīng)濟效益和實際應(yīng)用的需求是促進節(jié)能技術(shù)發(fā)展的三大因素,。
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????據(jù)統(tǒng)計,在全球的電能消耗中,,電動機是當之無愧的能耗“大戶”,,它消耗了51%的電能,照明和空調(diào)緊隨其后,,分別消耗了19%和16%的電能,,可能令人意想不到的是,在余下的14%中,,用于信息的處理,、傳遞和存儲的電能竟占了絕大部分。Spansion(飛索半導體)公司媒體存儲事?業(yè)?部?執(zhí)?行?副?總?裁?HansWildenberg告訴《中國電子報》記者,,由于互聯(lián)網(wǎng)的普及,,從2000年到2005年,全球互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的能耗翻了一番,,從每年710億千瓦時上升到超過1500億千瓦時,,目前全球互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的耗電量竟已超過了伊朗、瑞典,、土耳其等國全國的用電量,。ADI(亞德諾)公司合伙人兼技術(shù)總監(jiān)JonathanAudy則表示,在存放服務(wù)器的房間中,,有40%的能耗是用于設(shè)備的冷卻系統(tǒng),,因此,,對這些設(shè)備來說,設(shè)備本身的能耗每節(jié)省1瓦,,就可以同時節(jié)省0.67瓦用于冷卻的能耗,。
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????作為科技界的“寵兒”,半導體技術(shù)責無旁貸地承擔起“拯救北極熊”的任務(wù),。JonathanAudy認為,,半導體技術(shù)的進步對于節(jié)能的重要意義至少體現(xiàn)在以下兩個方面:通過產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)工藝的改進,可以有效地降低半導體器件自身的功耗,;更重要的是,,半導體芯片的使用,可以直接或間接地提高系統(tǒng)其他部件的能效,,在能量的傳遞和使用的全過程中,,半導體芯片通常可以起到監(jiān)測,、調(diào)節(jié),、優(yōu)化和控制的作用。
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????半導體企業(yè)各施所長
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????為了應(yīng)對能源危機,,很多國家的政府和民間組織提出了節(jié)能環(huán)保標準和規(guī)范,,如美國“能源之星”、“1瓦”計劃,、“80PLUS”等,,半導體企業(yè)在注重滿足消費者對產(chǎn)品功能和性能要求的同時,也不得不慎重考慮如何滿足這些節(jié)能和環(huán)保的規(guī)范,。
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????針對互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心,,Spansion公司開發(fā)了基于MirrorBit閃存技術(shù)的全新存儲產(chǎn)品———EcoRAM,據(jù)HansWildenberg介紹,,EcoRAM將幫助互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的能耗大幅下降75%,,而且在同樣的能耗條件下,存儲容量為傳統(tǒng)純DRAM(動態(tài)隨機存儲器)型服務(wù)器的4倍,。
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????與此同時,,半導體企業(yè)已經(jīng)把節(jié)能的觸角伸向了人們生活的細節(jié)之中。據(jù)測算,,普通家庭從天然氣烹飪轉(zhuǎn)向感應(yīng)加熱,,其能源消耗將減少50%,飛兆半導體推出的1200V場截止溝道IGBT(絕緣柵雙極晶體管)系列器件,,為電磁感應(yīng)加熱應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計人員提供了高效的解決方案,。這些IGBT同時采用場截止結(jié)構(gòu)和抗雪崩的溝道柵技術(shù),可在傳導損耗和開關(guān)損耗之間提供最佳權(quán)衡,,從而獲得最高的效率,。飛兆半導體企業(yè)市場總監(jiān)ClaudiaInnes在接受《中國電子報》記者采訪時表示,,與傳統(tǒng)的NPT(非穿透型)溝道IGBT器件相比,該方案可減小25%的導通損耗,、8%的開關(guān)損耗,,并大幅降低系統(tǒng)工作溫度;由于冷卻要求降低,,系統(tǒng)可靠性將得以增強,,系統(tǒng)總成本也將降低;此外,,這些器件還內(nèi)置了專為零電壓開關(guān)(ZVS)技術(shù)而優(yōu)化的快速恢復二極管(FRD),,減少了所需元件的數(shù)量。
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????飛思卡爾半導體則在汽車節(jié)能領(lǐng)域具有優(yōu)勢,,該公司為車輛提供先進的嵌入式控制器,、傳感器、動力管理組件和動力制動器,。引擎控制技術(shù)也是飛思卡爾關(guān)注的領(lǐng)域,,例如混合車輛控制和普通線路的柴油發(fā)動機管理已被該公司引入到新興應(yīng)用之中。
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????解決方案增強節(jié)能效果
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????除了為電子系統(tǒng)提供單一的節(jié)能芯片之外,,目前全球領(lǐng)先的廠商也致力于為客戶提供完整的高能效解決方案,,從電源管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,、運算放大、接口電路及音視頻系統(tǒng)等不同側(cè)面提供經(jīng)優(yōu)化的芯片和專利技術(shù),。這樣,,系統(tǒng)的各個部件就能更有效地發(fā)揮其節(jié)能功效,從而取得“1+1>2”的效果,。
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????美國國家半導體公司就利用其PowerWise系列產(chǎn)品為多個領(lǐng)域的應(yīng)用提供不同的系統(tǒng)解決方案,。該公司亞太區(qū)電源產(chǎn)品市場總監(jiān)黃漢基告訴本報記者,此類系統(tǒng)解決方案將集成公司的專利技術(shù),,以芯片或授權(quán)方式供客戶使用,。“為便于客戶在性能與功耗之間合理取舍,,美國國家半導體還制定了一套PowerWise性能指標,,協(xié)助系統(tǒng)設(shè)計工程師更方便地比較不同模擬元件及子系統(tǒng)的能源效率,從而合理地進行選擇,?!秉S漢基補充道。在便攜式應(yīng)用領(lǐng)域,,PowerWise將為整機的顯示器,、射頻系統(tǒng),、電源管理系統(tǒng)、照明系統(tǒng),、音頻設(shè)備及多媒體系統(tǒng)提供節(jié)能產(chǎn)品,;而在工業(yè)電子、通用照明及無線基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域,,PowerWise解決方案也有優(yōu)異的表現(xiàn),。
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????恩智浦半導體的PC(個人電腦)電源高能效解決方案則是另一個例證。今年7月,,該公司宣布其GreenChipPC芯片成功達到“80PLUSGold”對參考設(shè)計的認證要求,,這將使PC臺式機電源參考解決方案的整體效率達到90%以上。同目前普通臺式電腦" title="臺式電腦">臺式電腦的平均功耗相比,,使用該解決方案的臺式電腦能夠?qū)⒛芎臏p少50%,。恩智浦預計,如果有1.6億臺臺式電腦使用了符合“80PLUSGold”認證要求的解決方案,,就可以減少兩億噸二氧化碳的排放,。
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???????? 全球互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心耗電與部分國家全國用電量比較(億千瓦時)
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