IIC大会：碳索未来，半导体产业如何助力节能减排？

2022年8月16日，2022国际集成电路展览会暨研讨会（IIC）首站在南京国际博览中心成功举办。AspenCore《电子工程专辑》副主分析师Luffy Liu主持，AspenCore中国区总经理靳毅先生致辞。

图 | 2022国际集成电路展览会暨研讨会（IIC）现场

众所周知，2021年11月初，新一轮国际能源气候大会在英国举办，会上确定了各国碳中和、碳达峰的时间表。其中，中国要在2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和。而“十四五”时期是我国实现碳达峰、碳中和的关键期，2022年是我国碳达峰/碳中和相关工作全面铺开的第二年，这个目标对电子产业来说是挑战，也是机遇。

为此，IIC大会首日的高峰论坛围绕时下最关注的“碳中和”话题展开，并邀请了中国科学院院士褚君浩、ADI中国区副总裁赵传禹、上海市节能减排中心副总经理李亮、京东方能源CTO姜宇，以及来自Infineon、MPS、阳光电源、智芯微电子、纳芯微电子、此芯科技、华为昇腾、X-FAB等厂商的企业高管，共同探讨碳中和东风下的电子产业如何实现自身和赋能全行业的节能减排策略。

图 | 中国科学院院士、半导体物理和器件专家褚君浩博士

中国科学院院士、半导体物理和器件专家褚君浩博士从能源与环境、太阳能技术利用进展和努力实现双碳目标三个角度和我们分享了他的观点。他认为：“20世纪以来人口增加、温度增加、二氧化碳明显指数增加，气候问题越来越严峻，发展低碳技术势在必行，而低碳技术包括三个方面：一是减碳技术，节能减排及LED照明，煤的清洁高效利用及油气资源和煤层气的开发；二是无碳技术包括核能、太阳能、风能、生物质能，这些在用的时候没有排放，但是制造的时候有些排放，他们的回收期一般是一年半到两年；三是去碳技术，就是二氧化碳捕获与埋存。目前太阳能利用技术是低碳技术里面非常重要的一环，未来除了发展太阳能技术和发展分布式能源系统和能源互联网技术以外，还需要因地制宜推广太阳能技术的广泛应用。如果全球光伏发电不断增加，到2019年是627GW，2025年要到1700多GW，这是什么概念，比如2020年大概有254GW，光伏发电量3000亿度/年以上，相当于三个三峡水电站的年发电量，所以太阳能电池对国家能源贡献还是非常大的。”

图 | 北京智芯微电子科技有限公司智能配电事业部总经理甄岩博士

北京智芯微电子科技有限公司智能配电事业部总经理甄岩博士从芯片产业的发展现状出发，给我们介绍了电力系统对于芯片的需求，以及新型电力系统概念，并结合智芯微的产品，从实际应用出发，讲解了电力边缘智慧网关是如何赋能双碳应用实践的。他表示：“从关键技术突破来看，新型电力系统对芯片的要求要比消费领域高得多，比如在芯片自身的生命周期方面，在变压器监测或者各类开关监测等场景，电力设备寿命可靠性设计要求达到20-30年，这些用来监测保护类的二次设备最多达到5-8年，如何做到芯片寿命跟监测一次设备装置达到尽可能的一致，这是对这个领域芯片厂商的极大挑战，针对如何实现芯片更高的可靠性，智芯也是在不断地作出探索。”

图 | ADI中国区销售副总裁赵传禹

ADI中国区销售副总裁赵传禹从ADI自身出发，介绍了国际型企业在碳中和中的责任和贡献，他表示：“在改变获取能源的方式方面，目前发电耗能约占所有温室气体总排放量的40%，而ADI的储能系统提供了更可靠的可再生能源供应保证。在改变出行方式方面，2021年，配备ADI BMS技术的车辆就减少了近1亿吨的二氧化碳排放量。在改变生产方式方面，ADI通过精密检测和驱动技术来降低变速电机的能耗，使现代化工厂的能耗平均降低了30%。在改变连接方式方面，ADI收发器为大规模MIMO提供支持，到2030年可减少约5万亿吨的二氧化碳排放量。”

图 | 阳光电源公司中央研究院总监翁捷

阳光电源公司中央研究院总监翁捷从半导体产业的快速发展将助力双碳目标的实现的角度，和我们分享了光伏的发展前景、半导体器件在逆变器中的应用、光伏逆变器技术的发展以及能源互联网的未来。他表示：“构建以新能源为主体的新型电力系统是实现碳达峰、碳中和目标的路径之一，2021年中国光伏累计装机量达到306GW，2050年预计将达到5000GW，届时光伏发电将占据国家总发电量的39%，成为中国电力供应的主要形式，因此光伏发电是早日实现碳中和的重要手段。过去十年，光伏成本下降90%，风电成本下降25-40%，储能成本下降超80%，当前光伏、风电LCOE（度电成本）已低于煤电，风储、光储LCOE也会在最近几年低于煤电。目前光伏行业正面临两大主要挑战，一个是碳中和要求更低的LCOE，另一个是高渗透率影响光伏接入，所以我们的主要任务就是不断降低系统初始投资成本，优化系统设计，提升系统效率，提高发电量，优化运维方式，降低运维成本，同时逐步由适应电网向支撑电网发展：高穿、无功、调度、二次安全保护和光储耦合。而随着数字化时代的到来，大数据、云计算、物联网、边缘计算、AI技术将助力双碳目标的更快实现。”

图 | 纳芯微电子产品线市场总监张方文

纳芯微电子产品线市场总监张方文从高端模拟芯片驱动双碳目标驶入“快车道”的角度和我们分享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。他表示：“能源革命是双碳目标实现的必经之路，2016年，由全世界178个国家和组织共同签署了气候变化协定《巴黎协定》，由此开始，全球主要国家纷纷设定碳达峰和碳中和的完成截止时间。其中，能源革命的三大抓手发电、钢铁和交通。而纳芯微的传感器、信号链、隔离和接口产品将赋能新能源汽车、光伏、工业控制等领域，助力国家早日实现双碳目标。据了解，2021年纳芯微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。”

图 | 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从昇腾智造助力半导体封测智能升级，加速碳中和达标的角度，和我们分享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。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%。”

图 | 上海市节能减排中心副总经理李亮

上海市节能减排中心副总经理李亮从双碳战略引领电子产业发展的角度，和我们分享了上海市节能减排中心的近况、双碳顶层设计的要求、双碳分领域的现状和展望。他表示：“2021年我们做好了循环经济的“十四五”规划和石油天然气管道保护办法制定研究，2019年做好了能源、电力、可再生能源发展“十四五”规划研究编制，也就是说支撑发改委各个处室做好能源、循环经济，双碳板块的顶层设计文件，我们在出谋划策、建言献策。2022年，碳达峰方案各个地方都在出，我们非常荣幸参与了上海市双碳达峰方案的编制工作，碳达峰方案里面细则文件是能源板块达峰方案我们也在参与，围绕氢能产业发展中长期规划做一些工作。未来，围绕能源领域需要推动技术革命，抢占科技发展制高点，资源领域更要全面引入“云、大、物、移、智、链”等技术支撑，加强夯实监管基础。政府要如何达峰，如何表达整个社会面的治理，其实要通过新的技术，通过监测手段，通过统计核算来规范实时了解所有碳的数字。在双碳背景下，四化发展趋势对社会治理、生产管理提出挑战，其实社会治理是政府侧，生产管理是企业侧，这两侧需求需要行业厂商共同发力，跟着国家的指挥棒一起同频共振。”

图 | 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英飞凌功率半导体技术助力零碳能源应用的角度出发，和我们分享了功率半导体产品在新能源、输配电、电力牵引、电机控制和家电中的应用与技术支持。他表示：“我们所面临的是不断增加和能源消耗更大的环境，在这个环境下呈现出几个趋势。第一，人口和社会变迁，未来人口会持续增加，人口增加意味着能源更大消耗；第二，气候变化和资源稀缺；第三，城市化；第四，数字化转型。在这样的趋势下，半导体可以有很大的作为空间。英飞凌作为半导体公司，在低碳能源方面也是贯穿了能源的全过程，从能源的产生，输送到最后消耗的过程。在英飞凌的努力和推动下，绿色能源正在成为现实，大力发展太阳能发电和风电，充分利用这方面的无限潜能，在应用中持续提供方案，优化能源输送过程降低损耗，增效节能，在提到的家电和工业里面，在汽车应用里面把效率进行提高，最终让绿色能源成为现实。”

图 | MPS北中国区副总经理卢平

MPS北中国区副总经理卢平从MPS助力新能源行业客户加速发展的角度，和我们分享了从芯片到解决方案，如何降低损耗帮助实现碳排放降低，最终实现碳达峰、碳中和的大目标。他表示：“总能源100%，被利用能源是50%，那么损耗在哪里呢？能源转换当中磁器件带来的磁的损耗、输电里面的电力损耗、用电中的线路损耗，我们在每个不同的环节下面都要不断地去寻找怎么把这些损耗进一步降低。MPS作为以功率半导体和电源为主的芯片公司，非常核心的一点坚持工艺创新，虽然我们并没有自己的制造厂，但是我们有自己的工艺BCD，它是一种混合工艺，将三极管工艺，CMOS工艺和DMOS工艺集成。我们一直走的是平面工艺方式，很多时候会在高频化能看到它的工艺优势。目前工艺低压6V到高压1000V，小的几安培到80安培，覆盖了用电则的方方面面。最新一代像BCD6工艺用在业界最顶尖的模拟，包含电源集成工艺，对于模拟来说，它的工艺节点55纳米在BCD来说也是达到业界最顶尖的水平。最新的使用场景是服务器，人工智能这种需要大电流的场景，我们不断用工艺创新来将能耗进一步降低，既达到节能减排，同时帮助客户在比较狭小空间当中完成设置。在汽车、医疗、ACBC当中有自己的工艺来帮助客户实现集成化的设计。”

图 | 此芯科技市场总经理徐斌

此芯科技市场总经理徐斌从抓住CPU生态变革历史机遇的角度，和我们分享了高能效算力的解决方案。他表示：“不管是手机，还是电脑，发展领域离不开X86和ARM指令架构，而这两个架构基本上都是上世纪70年代出现的。随着应用场景越来越复杂以及X86和ARM架构各自的特点、优势和局限性，为应对多元化计算需求，异构计算成为未来逐步发展的方向。而异构计算可以分为多个级别，SoC芯片级异构，系统级异构及平台级异构，从而满足各种各样的市场需求，比如数据中心，互联网，通信，金融，交通，云游戏，5G等领域。但是随之也带来了很多挑战，比如说芯片级架构和工艺如何协同研制，系统级和平台级涉及到服务器管道多方协调拉通异构计算。面对挑战，此芯科技推出了通用智能CPU芯片，为社会提供高能效的端边云混合智能算力平台。值得一提的是，此芯在推动ARM PC生态发展一直是拥抱开放的生态。第一，聚焦中国市场，积极推进跟国产Linux操作系统厂商的合作；第二。拥抱Windows on ARM全球生态，并推动国内应用生态的支持；第三，加强跟三大生态的操作系统厂商及其他伙伴的合作，推动标准化支持和软硬件协同优化。”

图 | 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姜宇从京东方智慧能源系统BSEOS助力零碳综合能源服务的角度出发，通过实际应用案例给我们介绍了京东方对“碳中和”的理解。他表示：“京东方集团是全球最大的液晶显示厂商，公司基于长远愿景，重新定位成为全球领先的物联网创新企业，为信息交互和人类健康提供智慧端口产品和专业服务的公司。液晶屏只是物联网的一个端口，所以现在是一家物联网公司，能源物联网也是京东方未来样能源进军的一个重要分支。在当前碳中和和数字化时代，京东方能源作为一家综合解决方案的供应商，对企业提供帮助，在此过程中实现跨越式的增长。”

图 | X FAB市场总监卫鹤鸣

X FAB市场总监卫鹤鸣从碳中和背景下晶圆厂的机遇和挑战的角度出发，和我们分享了碳中和给技术带来的改变。他表示：“对于X-FAB来说，看到三个潜在的机会点。第一个是出行，大家看到电动车电动化的趋势，电动车主要是两个大的方向，一个是电动化，一个是智能化，当中会延伸出非常多对于半导体芯片的需求；第二个是工业，一个是可持续能源，这里提到的是宽禁带第三代半导体的机会，数据统计可以看到复合增长率超过20%。工业4.0年复合增长率到2030年将近20%，这在工业领域也同样是一个机会；第三个是传感器，未来智慧楼宇这里面会用到非常多传感器，甚至所谓智能传感器。X-FAB可以提供给设计公司创新技术和平台，帮助到设计公司，用他们的设计方案实现最终的应用方案。与产业上下游和设计公司一起努力往更创新的应用去发展，一起实现碳中和的目的。”

图 | 《碳中和“东风”已来，电子产业准备好了吗？》主题圆桌论坛