碳达峰、碳中和的双碳战略是一个世界问题,也是中国的一项国家战略,中国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。双碳同时也能够为世界科技和经济带来新的发展机会。在由全球知名媒体AspenCore于8月16日举办的2022 IIC(国际集成电路展览会暨研讨会)上,众多集成电路半导体行业嘉宾一起在圆桌论坛上以碳中和'东风'已来,电子产业准备好了吗?”为主题进行了观点的交流和思想的碰撞。

碳达峰、碳中和的双碳战略是一个世界问题,也是中国的一项国家战略,中国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。双碳同时也能够为世界科技和经济带来新的发展机会。

在由全球知名媒体AspenCore于8月16日举办的2022 IIC(国际集成电路展览会暨研讨会)上,众多集成电路半导体行业嘉宾一起在圆桌论坛上以“碳中和‘东风’已来,电子产业准备好了吗?”为主题进行了观点的交流和思想的碰撞。

此次圆桌嘉宾有:

姜  宇  京东方能源CTO

卢  平  MPS北中国区副总经理

陈立烽  英飞凌工业功率控制事业部大中华区高级技术总监

蔡振宇  ADI中国区工业市场总监       

任  超  华为昇腾计算制造行业总监

AspenCore主持人Luffy首先介绍了碳中和的背景。

AspenCore 电子工程专辑副主分析师 Luffy Liu

“碳中和”简单来说,就是二氧化碳的排放量等于吸收量,实现正负抵消,达到相对“零排放”。能源一直是人类发展实现突破性变革的重要因素:第一次工业革命,利用煤炭驱动蒸汽机,这次工业革命由英国主导;第二次工业革命开始发现了石油,发明了内燃机,于是石油作为大宗化石能源被广泛利用起来,这次工业革命由美国领导。长久以来,美国凭借着领先的经济优势,将美元和石油挂钩,而石油又是各国工业发展中必不可少的能源,美国利用石油美元的优势,转移自身经济矛盾,以此称霸全球。

但这种行为也引起了其他国家的不满,最早在欧洲,为了反抗石油美元制度,他们提出了“建立一个以保护地球环境为旗号的碳排放体系”的发展新思路。所以从社会责任来看,“碳中和”是为了保护地球环境;从经济战略来看,“碳中和”则是在制约美国的石油美元。随后的三个重要会议协定:京都议定书、哥本哈根协议、巴黎协定,确定了碳中和的基调,如今全球各大产业也在积极响应,电子产业首当其冲。

在此次2022 IIC 碳中和圆桌论坛上,主要讨论了国家推行双碳的意义以及各自厂商怎样进行节能减排以实现这个目标等问题。

首先,各位嘉宾从各自的角度分享国家推行双碳的意义是什么? 

 

京东方能源 姜宇

姜  宇  京东方能源CTO

京东方能源CTO姜宇对此问题发表了他的看法。

首先,绿色能源和自给自足分布式能源应该是未来的发展方向,现在我们用的能源最多是电,电是从大电网来的,大电网是以传统火电为主,现在从俄乌战争可以看到,欧洲被迫进行快速转型,各个国家花费大量钱财购买储能,这种情况现在是在欧洲提前发生。未来在中国作为每一个家庭,每一个单位,每一栋楼宇,每一个社区,如果独立能够进行自行供能,同时用绿能,这样就不受制于人,又经济又环保,对自己,对社会,对人类都是有贡献的,这应该是未来的发展趋势。

MPS 卢平

卢  平  MPS北中国区副总经理

MPS北中国区副总经理卢平的看法如下:

传统能源(石油和煤)的全球分布是非常不均衡的,常常会变成大国之间较量和互相制约的手段,而对于新能源来说是取之不尽,用之不竭的,各个国家都可以用,它更能实现能源独立自主,将经济命脉把握在自己的手里。

对于中国来说有得天独厚的优势,中国在锂的储备能源非常丰富,稀土也非常丰富,在西部又有大量可以用来发展太阳能和风能的地域,实际上中国是非常适合推广和普及新能源的使用。

除此之外在科技角度,新能源应用涉及到电力电子相关,从器件到技术的应用,中国的电子领域在全球范围来说,从人才储备,到器件和开发角度来说在全球都是比较领先的,这么多年打下了比较良好的基础,这对中国来说是非常利国利民的事情。    

英飞凌 陈立烽

陈立烽  英飞凌工业功率控制事业部大中华区高级技术总监

英飞凌工业功率控制事业部大中华区高级技术总监陈立烽表示:

发展新能源从能源安全或者国家战略,包括对气候的贡献,相信大家都明白。此外,发展新能源实际上是一个产业链,在这个产业链过程中,从发电到输配电的各产业,同时也影响到了千家万户或者在工业领域的产业,这个产业大部分都是围绕电子出发的。

在能源过程中如何把它有效的利用,这方面由此带来的产业链,使得它可以变成美好的世界。在数字化世界里面,大家相互连接,成就美好的生活,所以这个发展是促进了整个产业链,不光是能源安全,同时在这个大框架下也促进了未来产业链的发展。

ADI 蔡振宇

蔡振宇  ADI中国区工业市场总监

ADI中国区工业市场总监蔡振宇从新能源碳中和角度发表了他的观点:

新能源是帮助解决碳中和很好的方向,在行业里碳排放40%来自于化学能源燃烧排放出的,如果我们能更好的发展新能源产业,对于我国,甚至全世界新能源产业发展或者碳中和产业发展都是很有帮助的。

这几天江浙一带的气温都是40多度,这与我们利用化石燃料发电造成温室效应还是有一定关系的,未来怎样更好的保护环境,更好的减少温室效应气体,大力发展新能源,从对环境友好角度来说也是非常友好的。

谈到能源可能离不开发电、输电、配电、用电的过程,目前中国有很好的基础设施,首先我看到国家在海边有大量的风力在投资,最近在西部也建设了很多太阳能电站。

新能源的引入对于发电传输配电整个系统都有新的变化,新能源的电发出来并不是那么稳定,如何进网,如何配电,如何传到客户端非常重要。现在发现还有储能这个环节,这个未来在中国有很大的广阔天地。

华为 任超

任  超  华为昇腾计算制造行业总监

华为昇腾计算制造行业总监任超表示,“我个人是积极拥抱新能源的,接触的行业也比较多,比如说光伏零配件,汽车电池,新能源汽车零部件,上下游接触的产业也比较多,新能源这个行业发展速度、质量、配套水平,这几年一路见证下来是非常惊喜的,能带来的机会点也非常多。从我们的角度也是把新能源行业作为第一优选级,希望通过人工智能技术为中国的新能源事业作出一份贡献。”    

第二部分主要根据各嘉宾所处的行业和公司从他们各自的角度提出不同的问题进行讨论。

 

京东方的数字化转型

京东方本身有很多面板工厂,对于制造业来说,在生产中有不少可以运用数字孪生等新技术进行节能减排的环节,京东方能源姜宇分享了在实现数字化转型、无人工厂、零碳工厂等方面的经验。以及在全球减碳趋势下,与客户定制一些显示方案时,必定要面对物联网化、双碳要求的转型的做法。

姜宇表示,京东方从工厂建设的时候,本身对无人化智能化非常重视,工厂的设备在前期做了大量投入,每条产线过去可能是200多亿,现在达到400多亿,这些钱主要花在智能设备上。同时,对面板工艺有要求,人工干预无法做到整个面板生产。原因是面板非常大,玻璃基板又薄又大,必须要有自动化控制。

所以智能化以后,整个工厂基础比较好。

零碳工厂方面,其实也是上游公司倒逼的结果

首先苹果要求提供元器件的都要求零碳,如果达不到零碳,在供应链中就会处于比较弱的位置,很容易被替代掉。所以京东方为它生产的产品,譬如柔性屏,过去是iPad和电脑的屏幕,现在包括iPhone13和未来的iPhone14,这个过程中工厂采用大量节能减排的技术和减低碳排放的技术,一个是用京东方的零碳大脑,一个是双控平台将碳排放降低,在过程中与工艺配合,把能耗高的设备跟先进产品的替换,使其能耗逐渐降低。

“同时,京东方每一个工厂屋顶全部都有太阳能,这是我们的基本要求:要让我们的碳排放降低。我们通过直购绿电进行降低。我们还做了很多碳指标开发。” 姜宇表示。    

MPS符合“双碳”的案例

随着节能减排的要求越来越严,各国对电子产品的低能耗提出了更高要求。尤其是开关电源、隔离转换、电机驱动和BMS等与能效标准密切相关的关键元器件,欧盟执委会最新的CoCV5六级能效标准第二阶段,美国能源部DoE6六级能效都对空载功耗、效率提出了更高的要求。在当下电源系统集成度越来越高,以单芯片实现的趋势下,MPS已经不止是一家半导体供应商,更要从客户终端整体考量去设计符合双碳要求的方案。MPS卢平分享了一些客户要求符合“双碳”的案例,并介绍在芯片端和整机端的方案设计中,是怎么做到联动实现节能减排的?

卢平表示,现在来看如何降低空载功耗,尤其家庭中空载功耗可能占家庭消耗当中接近10%,所以降低它无疑是带来很重要的意义。MPS尤其在中大功率当中走的路线是数字化电源路线,数字化电源是可以进行非常灵活的配置,像100多W芯片设计当中,我们通过数字化设计可以把功耗,待机功耗降低在120毫瓦,甚至可以做到80毫瓦,这比要求低很多了,这也是对社会带来的价值。

“事实上每一家公司都应该是基于自己的特点不断优化你的产品,MPS也在做自己工艺的开发,我们用在服务器和笔记本里面CPU供电技术,当真正进入低功耗模式下面可以把一部分关断,而不是整体开通,整体关断,基于我们自己的工艺可以把笔记本里面轻载待机功耗可以降到原来的1/6,这是之前技术所不能带来的,所以我们也希望通过自己的技术来实现更高的效率。” 卢平表示。

“联动方面,一方面是与系统厂商,另一方面是主芯片厂商,大家都是联系在一起的。因为应用场景是系统厂家和主芯片厂家定义的,他们最清楚场景需求,我们更多的是配合,让他们在各种应用场景下面达到能源最优化。在他们规划之前,我们大家就在讨论这个问题,真正看到产品是两三年之后才出来。”    

英飞凌 “有约束力的减排目标”

英飞凌在2020年制定了“有约束力的减排目标”,可能是第一家承诺实现“碳中和”的半导体企业。英飞凌的信心来自哪里?

英飞凌陈立烽表示,“对于我们这个事业部来讲,有一个口号:赋能这个世界无限的绿色能源,这是几年前英飞凌(工业功率控制事业部)的口号,现在是无限的绿色能源。”

“我们的信心来自于在能源领域,能源产生输送到最终消耗过程中都有我们的身影,这个过程中致力于的技术也就是为了去减碳。我们内部现在两个大方向,一个是低碳化,一个是数字化,低碳化本身是公司所注重的方向,所有产品和方案,包括技术引领的方向都是基于这块来考虑。一方面更多贡献来自于与客户的合作,包括跟国内领先的新能源公司以及家电公司一起合作来促进绿色能源的产生及促进能效提高。另一方面公司内部也会加大在能源上面的利用,尽量采用绿色化,全球工厂也会在节能减排方面多做一些贡献,总的来讲,更多还是与国内客户合作促进在节能减排上面的贡献,能源有效高效的利用。”    

ADI 提前实现目标:2030年碳中和,2050年净零排放

去年ADI公司宣布推进公司气候战略,承诺到2030年实现碳中和,到2050年实现净零排放。这个速度比官方要求的要快,具体会如何去实现呢?    

蔡振宇表示,“ADI是非常有责任感的公司,去年我们发布了碳中和的目标,主要是从三个方面来做到。第一是应用角度,ADI是比较领先的模拟公司,有领先的技术帮助客户把节能减排效果做的更好,同时更多的会和客户一起把他们的目标和我们的产品设备相关节能减排做到最好。第二,我们优化ADI工厂和办公流程,提出2030年做到碳中和目标,还是有难度的,尤其是我们去年收购了美信,在我们发布这个目标之前,其实美信并没有放在(这个2030年的目标)里面,收购进来以后,我们并没有往后推迟,还是持续在努力实现这个目标。第三,在公司内部我们成立了绿色规划小组,时刻提醒大家要减少对于环境的污染。从ADI自身来讲,通过这些方式我们有信心到2030年的时候达到碳中和的目标。”

同时,蔡振宇分享了另外一个数据:到2025年ADI内部要求100%再生能源化, 50%的水实现再循环利用。    

ADI作为半导体公司怎么帮助这些客户达到他们的目标呢?    

蔡振宇举了几个例子。

ADI的BMS产品,有大量使用在国内电动汽车上,2020年全球电动车大概230万台,2021年接近400万台,目标2025年全球1000万台电动汽车,电动汽车里面最大成本40%来自于电池,从ADI角度来看,电池是有生命周期的,从电池的生产到运输到使用到回收,ADI都有产品参与其中,建立起电池的生命链。首先在电池制造中有半导体测试或者半导体制造设备,ADI会有高精度测量ADI帮助客户提高生产线的效率。另外在电池测试角度,ADI也有提卷圈套的方案给客户。BMS电池控制一直到上车都有很好的BMS芯片帮助客户指导BMS系统,到后面还有相应的内阻测试,做成二次利用,从一整套的工作来说,ADI都有参与帮助客户在产业链上减少碳排放,增加新能源使用的可能性。经统计,到2021年市场上汽车用到ADI的BMS减少二氧化碳排放量有1吨,从这个角度来说,ADI在新能源减碳上面还是做了相应的工作。

另外一个案例是提高工厂使用效率,除了有很好的监测和测量的芯片提高电机效率以外,在一个报道中有一个客户用了ADI信号链和电池相关的测试系统,它的机器人运行效率提高了30%。此外,ADI还有一个CBI基于振动检测的技术,把振动磁场温度信号传输到云,ADI会有一套AI算法,给出9种预测状态性维护数据,让客户提早进行预测性维护,这也是当电机效率提升时,减少停机次数,也是减排很好的效率。在智能授予上也有相应的技术,比如减少空调更有效的利用,同时灯光使用等都有相应的案例。 

华为昇腾怎样在数据中心降低用电量,节能减排?

华为昇腾计算专注于智能边缘和数据中心解决方案,这两者在用电量或者说碳排放上可能是“两极”。边缘端要求极低的待机功耗来保证长时间工作,而数据中心则是耗电大户,有数据显示,过去十年间中国数据中心整体用电量以每年超过10%的速度递增,其耗电量在2020年突破2000亿千瓦时,约占全社会用电量的2.71%。华为昇腾会用什么样的解决方案,把这两方面的用电量降下来?AI技术对节能减排的具体作用在哪里?    

任超表示,“因为人工智能本身是耗电的,计算的量每年也以10%速度增长,能源消耗也是伴随着数据业务量的增长在增加。但是在工业板块方面,在工厂领域,这个数据没有这么高,因为在工厂里面人工智能应用实际上是起步阶段。AI对节能减排的价值更多是两方面,一方面是提质,一方面是增效。”

“今天我分享了人工智能质检相关的案例,其实应用场景远不止这些,包含高效排产,特别是半导体领域以及设备预测性维护,这么多资产空置空载,把这块能效利用起来,这是人工智能创造价值的两个方面,用一点点的电能够省更多的能耗。”

总结

圆桌论坛上,众嘉宾以及现场线下和线上观众进行了充分的互动,讨论了“集成电路行业背负着数字化和双碳的双重目标,怎样处理和解决这两者之间矛盾,ICT行业是否需要全面转型,再将我们的模式借鉴给高耗能行业?”等行业高度关注的热点问题。

最后主持人做了总结,碳中和达到30/60这样一个目标,还是要看碳排放大户怎么样,对于集成电路半导体行业,关键是怎样用好芯片和方案,把他们的产业做好转型,把他们的能耗给降下来。

 
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