在本次碳中和高峰论坛上,各受邀演讲嘉宾从市场、政策、技术、应用等不同角度,阐述了各自企业或机构在碳中和转型路上的技术创新、发展规划以及发展建议。除了以上受邀演讲企业或机构之外,半导体行业还有一大批碳中和“先行者”“践行者”,在改变整个半导体行业的同时,也在为人类社会贡献“碳中和”力量。

碳中和是平衡经济发展和人类在地球长期生存下去的重要实践命题,也是新一轮产业变革主题。以碳中和作为经济和人类社会协同发展的重要抓手,将极大程度地影响到各行业的运作模式,推动传统经济增长模式向可持续发展的循环经济模式转变。

对半导体产业来说,碳中和既是挑战,也是机遇。从行业本身来说,芯片制造就是一个巨大的资源密集型行业,也是碳排放的一个主要来源,通过利用可再生能源、提升生产效率、推动工艺升级、优化生产流程等,不断降低半导体节能降耗,对实现碳中和目标意义重大。从技术赋能的角度,半导体技术通过科技创新,不断推动和赋能其他行业节能降耗,进一步融入到“碳中和”的发展目标中去。

论坛现场

8月16日,由Aspencore主办的IIC 2022(国际集成电路展览会暨研讨会)在南京国际博览中心成功举办。作为IIC 2022重要论坛活动,2022国际“碳中和”电子产业发展高峰论坛邀请了专家学者、国内外产业链企业、行业机构,深度分析了半导体产业与技术在践行碳中和目标过程中的机遇与挑战,且从半导体技术创新角度探讨了如何赋能“碳中和”。

碳中和路上的挑战与机遇

气候问题是本次论坛众多演讲嘉宾重点提到的话题。“如果北极圈内格陵兰岛的冰盖全部融化,全球海平面将上升超过7米,南京和上海等沿海城市会在海平线下,山东省也将被海水分隔成两个岛屿。”褚君浩院士表示,当前人类正面临严峻的环境问题。

褚君浩院士介绍,“20世纪以来,受全球人口增加和现代化工业的影响,大气中的二氧化碳(CO2)浓度显著增加。CO2是造成温室效应的主要气体,全球气温的升高导致南北极圈冰盖消融。随着北冰洋的冰加速消融,北极熊在夏天狩猎困难,科研人员发现,大熊吃小熊的情况也有增多。一直到1996年,人类才开始重视气候变化问题,那时生物学家发现:此前在南方栖息的一种斑蝶,到1996年被发现栖息地已经北移;2021年8月,科研人员在北京发现了一种一直生在南方的尖冒草。”

《巴黎协定》(The Paris Agreement),这个由全世界178个缔约方共同签署的气候变化协定,是对2020年后全球应对气候变化的行动做出的统一安排,于2016年11月4日起正式实施。《巴黎协定》的长期目标是将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2摄氏度以内,并努力将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内。

ADI中国区销售副总裁赵传禹特别强调,不要忽视“2摄氏度”带来的危害。“按照测算,如果按照目前的气温上升速度,到2050年,全球会有两亿人成为气候难民。”他援引毕马威对中国CEO群体的调查数据指出,未来十年内,气候风险将成为企业经营风险当中排行前三位的因素,甚至高于供应链的风险。

当前,气候变化已成为当今人类社会面临的重大全球性考验,实现碳达峰、碳中和刻不容缓。

机遇与挑战并存。在本次论坛上,褚君浩院士分享了未来实现“双碳”目标的一些低碳技术,以推动解决源环境问题。低碳技术主要包括三个方面:一是减碳技术,包括节能减排,LED照明,煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发技术等;二是无碳技术,包括核能、太阳能、风能、生物质能等,可再生能源技术。可再生能源在使用时无碳排放,但在制造过程中有碳排放,其回收期一般是一年半到两年;三是去碳技术,如CO2捕获与埋存。

同时,褚君浩院士指出,在低碳技术中,太阳能利用技术至关重要。他也重点介绍了围绕太阳能发展三个重点方向:1.发展太阳能技术:光伏、光热、光化学、光生物学,这实际上离不开电子设备;2.发展智能化分布式能源系统和能源互联网技术;3.因地制宜推广太阳能技术的广泛应用。

褚君浩院士也看好钙钛矿电池的发展前景。他认为,“最近硅基钙钛矿电池得到业内的重视,这是非常有前景的一类太阳能电池技术。钙钛矿结构太阳电池中的钙钛矿材料吸收系数较高,同时光伏也较契合太阳能的吸收。”

另外,褚君浩院士也看好“光伏+”概念,比如光伏+制氢行业、光伏+5G通信行业、光伏+新能源汽车行业、光伏+建筑行业等,都已呈现出非常好的发展前景。

低碳半导体创新应用实践

如今,在各国政策的推动下,越来越多的企业开始涌入到节能减碳、绿色环保的相关行业之中,不断推进“双碳“目标的实现。

智芯公司智能配电事业部副总经理甄岩博士

目前电力系统正加快向自动化、智能化、网联化转型升级,同时“新基建”中特高压电网建设推动电力芯片需求爆发增长。作为国内最具代表性的电力芯片企业,智芯公司自2010年成立以来,就全面开展芯片技术攻关、产品研制和产业化推广应用工作,大力提升芯片国产化水平,成功研发出“安全、主控、通信、传感、射频、模拟、人工智能、存储”8大类百余款芯片产品。智芯公司智能配电事业部副总经理甄岩博士表示,2010年以来,包括智芯公司在内的国内芯片企业通过十余年的努力,成功将电力系统用电侧设备的核心芯片国产化率由2010年前的不足10%提高到目前的85%以上,配电侧核心芯片国产化率提高到50%以上。

ADI中国区销售副总裁赵传禹

如何利用自身在连接模拟和数字世界方面的专业知识,减缓气候带来的影响,构建一个更具可持续性的未来,始终是ADI的核心重点。作为全球最知名的高性能模拟芯片厂商,ADI公司于2021年5月宣布了自己的气候战略,承诺到2030年实现碳中和,到2050年实现净零排放,这也使得ADI成为较早提出碳中和与净零排放战略规划的半导体公司之一。ADI中国区销售副总裁赵传禹介绍,ADI以优化、引领、合作三个关键词构成了可持续发展框架:在优化上,通过优化运营,制定并执行与气候和能源、水、废弃物相关的减排目标,在同业中树立样板,汇聚更多产业链企业和人才共同应对气候挑战;在引领上,通过投资与创新半导体技术,使得更多节能降耗应用在技术上成为可能,比如让大规模数据中心更节能,通过精密电池检测技术提升电动车续航能力;在合作上,通过与价值链和生态系统合作伙伴携手,共同谋求可持续发展之路。

阳光电源股份有限公司总监翁捷

对于光伏逆变系统未来发展,阳光电源股份有限公司总监翁捷表示,当前大数据、云计算、物联网、边缘计算、AI技术都将成为双碳目标实现的技术核心,而阳光电源在这些技术的支持下,对新能源发电预测、设备诊断、运行调度策略优化等做了积极探索。例如,基于大数据和云计算的光伏组件扫描诊断,可以更好地进行电网友好性控制策略的实施;物联网+AI技术的智能跟踪支架算法,可以进一步提高光伏系统的发电量;无人机电站巡检系统可全自动地判别组件故障信息,实时发送故障告警信息,并驱动机器人进行组件表面清洁。

纳芯微电子市场总监张方文

纳芯微电子市场总监张方文则介绍了纳芯微电子公司在新能源汽车、光伏、工业控制等领域的解决方案。自2013年成立以来,纳芯微电子聚焦信号感知、系统互联、功率驱动三大方向,提供传感器、信号链、隔离、接口、功率驱动、电源管理等丰富的半导体产品及解决方案,并被广泛应用于汽车、工业、信息通讯及消费电子领域。“纳芯微致力于成为领先的汽车芯片供应商,公司不管是从产品、研发布局,还是组织、地域架构等方面都在做大量的投入。2021年,公司模拟芯片在汽车电子销售额占比为10%~15%。而得益于今年新能源车市场的快速增长,预计公司汽车模拟芯片的销售额占比将达到20%到25%左右。”张方文表示。

华为昇腾计算制造行业总监任超

华为昇腾计算制造行业总监任超重点以先进封装检测提质增效这个场景切入,详细介绍了华为昇腾智造解决方案在半导体电子领域的最新进展。他表示,昇腾质检制造解决方案能够助力工业制造从检测到成品全面节能的提效,助力人工智能在工业领域应用过程中实现减碳减排的效果。据介绍,昇腾智造解决方案是为封装缺陷检测量身定制的质量检测等一站式、高精度的AI解决方案,“昇腾智造解决方案通过高精度质量参考模板辅助故障检测,设计同源,大模型深度定制,目前上线效果整体缺陷召回率可以达到99.9%,传统设备水平大约是在90%,对关键缺陷召回率100%,缺陷漏检率为人工1%。”

上海市节能减排中心有限公司党支部书记、副总经理李亮

上海市节能减排中心有限公司党支部书记、副总经理李亮则从国家政策角度作了详细的政策解读,介绍了半导体企业需要关注的政策要点以及未来重点布局的方向。作为长三角一体化发展的排头兵,上海市在城市治理、智能建造、智能交通等应用场景展开了先行示范,重点在构建与超大城市相适应新型电力系统、交通领域绿色低碳行动、推进城乡建设绿色低碳转型、建立统一规范的碳排放统一核算体系四个方面进行了重点布局与示范。他特别提到,“国家生态环境部明确指出了要加强碳监测、碳评估,其实有很多领域都有很多点位上的试点,可以围绕这些方面进行布局。”

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

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从新能源角度介绍了英飞凌在低碳能源方面如何利用半导体技术赋能从能源产生、输送到消耗整个过程。他表示,半导体技术可以在提高能源效率上发挥重要作用,特别是第三代半导体技术碳化硅、氮化镓,已经成为英飞凌半导体技术迭代方向,“过去20多年,英飞凌不断迭代碳化硅技术,不仅是器件本身技术,还包括封装、工艺、系统匹配等。”他举例,“我们看到碳化硅已经在各种领域都表现出非常好的性能,比如太阳能逆变器利用碳化硅技术以后,比传统IGBT效率提高1%左右。在太阳能效率提升上,这是非常可观的数据。”

MPS北中国区副总经理卢平

MPS北中国区副总经理卢平则分享了MPS作为功率半导体和电源为主的芯片企业如何在配电到用电阶段助力新能源行业发展的诸多芯片解决方案。卢平表示,在帮助各行业降低损耗上,MPS最核心的工作就是坚持工艺创新,特别是自有工艺BCD技术,其集成Bipolar、CMOS和DMOS工艺。BCD工艺还实现了控制器和功率的集成,让功率模块将控制器,功率器件和磁性器件以及电容等器件3D封装起来,实现更高的功率密度以及转换效率。

此芯科技市场总经理徐斌

此芯科技市场总经理徐斌重点介绍了此芯科技重点研发的通用智能CPU芯片。他表示,系统能效的提升源自制程工艺、设计及平台优化,需要多方面创新来驱动性能和算力提升。他认为,应该更加注重设计、架构、和平台的优化,制定长期的技术路线图,不断迭代产品,满足市场对算力的持续增长的需求。据介绍,此芯科技通过新一代多核异构的方式为社会提供低功耗、智能算力解决方案,初步测算,对比市场上的主流芯片,其第一代通用智能芯片可节省约40%的电力。据中国燃煤系统碳排放强度(约610g二氧化碳/千瓦时)得出,每使用一片 CIX SoC 每年将减少约达10kg的二氧化碳排放。

北京京东方能源科技有限公司CTO姜宇

北京京东方能源科技有限公司CTO姜宇通过实际应用案例分享了一下京东方能源科技对碳中和的理解,以及在诸多零碳综合能源服务场景下的双碳技术应用情况。他介绍,京东方能源科技基于自主研发的 BSEOS (京东方智慧能源操作系统)平台打造的 “源-网-荷”一体化的零碳综合能源解决方案陆续落地。比如,在某城市碳中和解决方案服务案例,核心是围绕着BSEOS零碳智慧操作系统,涵盖了空天地气象大数据平台、城市级碳收支管理平台、企业级碳排放监管平台、企业能耗管理平台、新能源集控管理平台、二氧化碳全网监测体系,来实现从政府-园区-企业的碳中和方案。

X-FAB市场总监卫鹤鸣

实际上,先进芯片制造的碳排量也非常大,要实现碳中和目标,半导体企业责无旁贷。X-FAB市场总监卫鹤鸣分享了X-FAB作为模拟晶圆代工企业如何实现助力实现碳中和发展目标。卫鹤鸣认为,碳中和将带来四大技术上的改变:一是功率器件和第三代半导体迎来发展机遇;二是自动化水平不断提升;三是去中心化的供能,未来每一个个体都不仅仅是消耗能源的端口,更可能是生产能源的端口,将推动更多可再生的能源会被利用,例如太阳能;四是能源效率不断提升。据介绍,X-FAB可以提供第三代半导体碳化硅和氮化镓的方案,目前可能会偏重于制造其中某一个电压段或者一个类型的产品,但未来将加大碳化硅和氮化镓产品与技术布局。

在本次碳中和高峰论坛上,各受邀演讲嘉宾从市场、政策、技术、应用等不同角度,阐述了各自企业或机构在碳中和转型路上的技术创新、发展规划以及发展建议。除了以上受邀演讲企业或机构之外,半导体行业还有一大批碳中和“先行者”“践行者”,在改变整个半导体行业的同时,也在为人类社会贡献“碳中和”力量。AspenCore作为全球电子科技领域领先的技术机构媒体,策划举办行业首场国际碳中和电子产业发展高峰论坛,将凝聚产业发展共识,也将促进半导体企业通过科技力量引领技术创新,践行社会责任,构建起绿色制造和服务体系。

在此,ASPENCORE也特别感谢如下企业的支持(排名不分先后):

安谋科技、ADI、世健、智芯微、纳芯微电子、飞书、 Cadence、亚马逊云科技、山海半导体、亿智电子、极海半导体、长工微、奎芯科技、后摩智能、华大九天、赛微微电子、荣湃半导体、南芯半导体、恩艾仪器, 沐曦、芯天下、东芯、行芯、Smiths Interconnect、思特威、合见工软、酷芯微、展锐、鸿芯微纳、芯原微电子、必易微、泰凌微电子、矽成半导体、迅芯微、芯瑞微、明嘉瑞、珠海昇生微、晶华微电子、爱芯元智、黑芝麻、赛芯电子、硅动力、润石、帝奥微、炬芯科技、方寸微电子、埃瓦科技、晟矽微、此芯科技、楷领科技、灵动微电子、Imagination、川土微、思澈科技、国民技术、力生美、国微思尔芯、巨微、索喜、芯联成、茂力半导体、罗德与施瓦茨、英诺赛科、力合微、Arrow、华力微、微源半导体、万联芯城、华舒科技、上海侠为、Power Integrations、灿芯半导体、富芮坤、捷捷微、富昌、上海奈芯、雅特力、概伦电子、芯和半导体、兆易创新、京微齐力、沁恒微、中移物联、泰克科技、硅谷数模、华大半导体、开元通信、赛昉科技、孤波科技、英联、是德科技、上海守正、飞腾信息技术、芯片超人、聚洵半导体、芯愿景、安姆伯、聚辰半导体、Altair、速石科技、申首、芯旺微、知存科技、昂瑞微、晶宇兴、承一、亿配芯城、英飞凌、京东方能源、华为昇腾、清研易为、清研华科、WeEn、ST、正品之源。

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