消費(fèi)電子走向綠色，半導(dǎo)體技術(shù)革新成決定因素

在世界上的每個(gè)角落，氣候變化已經(jīng)切實(shí)影響到了人們的生活。

今晨的北京又異乎尋常地冷及大風(fēng)，不知道是否與氣候的異常有關(guān)。城鐵等車的時(shí)間，為保持身體的暖和，瑟瑟行走于站臺(tái)，卻被一個(gè)公益廣告的標(biāo)題吸引。“關(guān)上燈，點(diǎn)亮希望，”與全球數(shù)億人共同抵御氣候變暖。該活動(dòng)最初只是一項(xiàng)號(hào)召悉尼居民關(guān)燈的活動(dòng)，逐漸發(fā)展壯大成為全球最大的應(yīng)對(duì)氣候變化行動(dòng)之一。原來，為了綠色我們可以做到更多。電子業(yè)也不例外。

盡管，在全球能源消耗中，消費(fèi)電子產(chǎn)品的消耗僅占0.6%，然而，要取得節(jié)能的重大成就，就要關(guān)注終端應(yīng)用，而其中半導(dǎo)體技術(shù)無處不在。

“IC是有機(jī)會(huì)的，” 在半導(dǎo)體界摸爬滾打了17年的NXP多重市場產(chǎn)品部大中華區(qū)市場高級(jí)總監(jiān)梅潤平告訴EEWORLD，這是一種能源杠桿效應(yīng)：許多半導(dǎo)體可以大量節(jié)省它們所用的能源，包括生產(chǎn)這些半導(dǎo)體本身所需能源。

變化中的創(chuàng)新

“過去什么叫革新?”梅潤平回憶起幾年前半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，那時(shí)的IC主要用于處理數(shù)據(jù)，因此，設(shè)計(jì)人員往往考慮的問題是：如何更快、更多地處理數(shù)據(jù)。當(dāng)時(shí)能源概念僅僅是為處理系統(tǒng)提供能源的工具，不是設(shè)計(jì)的主題。

但是，近年來IC廠商每每推出一款產(chǎn)品，都強(qiáng)調(diào)自己產(chǎn)品功耗是業(yè)界“最低”。如今的IC設(shè)計(jì)者們已不再僅僅追求IC數(shù)據(jù)容量、處理能力指標(biāo)，而更多是從能源供應(yīng)角度去設(shè)計(jì)產(chǎn)品，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，如何更有效地控制能量的流入、留出，中間的轉(zhuǎn)換等等能量控制問題逐漸從幕后走向臺(tái)前，同時(shí)，消費(fèi)者和各國政府也意識(shí)到了節(jié)能的重要性，因此，越來越多的半導(dǎo)體廠商將節(jié)約能耗列為重點(diǎn)。此時(shí)的能源問題成為了半導(dǎo)體業(yè)名副其實(shí)的主角。

其實(shí)，早在多年前，NXP(前身飛利浦半導(dǎo)體)就提出了“EcoDesign”的理念：1994 年NXP推出了 Environmental Opportunity Program，設(shè)定一系列數(shù)據(jù)化目標(biāo);2001 年發(fā)表了EcoVision，接著又在 2002 年提出一個(gè)為期四年的環(huán)保計(jì)劃——EcoVision 2002 ~ 2005。EcoDesign的出發(fā)點(diǎn)是要從電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，就考慮到整個(gè)生產(chǎn)、制造流程將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生何種影響。該理念體現(xiàn)了NXP在芯片開發(fā)和制造中，與客戶企業(yè)一起應(yīng)對(duì)環(huán)境問題，降低電子產(chǎn)品對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的負(fù)荷的社會(huì)責(zé)任感。

“在IC設(shè)計(jì)的最初階段，”梅潤平解釋道，NXP就把EcoDesign作為重要的設(shè)計(jì)思路，在整個(gè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程中貫穿該理念，通過這種措施把電子產(chǎn)品對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響降到最低。恩智浦正在推進(jìn)LSI的生產(chǎn)、使用、報(bào)廢處理方面的環(huán)境對(duì)策。

生產(chǎn)方面，NXP致力于削減芯片加工時(shí)所需的電力。與2001年相比，2006年NXP用于制造1平方厘米芯片所需的能源降低了43%。再加上芯片微型化效果，使生產(chǎn)電視機(jī)用芯片組所需的電量在近6年間降低了約80%。此外，通過使用其它化學(xué)材料代替全氟化物以及優(yōu)化制程技術(shù)，芯片制造過程中的全氟化物的排放也得到了明顯的降低。

Energy Star、加州能源法(CEC)、歐盟行為準(zhǔn)則(EU Code of Conduct)等法規(guī)無疑對(duì)IC企業(yè)起到了至關(guān)重要的推動(dòng)作用，通過在芯片封裝上實(shí)施“深綠”項(xiàng)目，NXP已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了100%符合歐洲關(guān)于鉛、汞和鎘的使用規(guī)定，而且推進(jìn)不含鹵和銻氧化物的材料使用，目前已有20%符合此深綠要求。其香港封測廠就是所有上述新工藝技術(shù)和新環(huán)保項(xiàng)目的一個(gè)“實(shí)驗(yàn)田”，使用成熟后將逐步向其設(shè)在大陸東莞、蘇州等地的工廠進(jìn)行推廣。此香港工廠還進(jìn)行了一系列日常生產(chǎn)材料的再生利用，使用軟化水代替去離子水進(jìn)行無鉛切斷，減少化學(xué)物質(zhì)的產(chǎn)生。

給我一個(gè)支點(diǎn)……

然而，要取得重大的節(jié)能成就，必須關(guān)注終端應(yīng)用。因?yàn)樗械念I(lǐng)域，如通信、消費(fèi)、工業(yè)和汽車背后都必須用到環(huán)保，而有價(jià)值的IC所能省下來的能源，會(huì)超越生產(chǎn)時(shí)所耗費(fèi)的能量。

對(duì)于一家半導(dǎo)體廠商而言，不可能把所有的終端面面俱到，通過專有應(yīng)用技術(shù)提供有效的能源杠桿是至關(guān)重要的。NXP主要關(guān)注以下幾個(gè)領(lǐng)域：PC電源供應(yīng)、汽車電子、LED背光、智能電子計(jì)量以及照明解決方案。

專注于PC電源供應(yīng)的GreenChip IC，已經(jīng)銷售4億顆，10年以來節(jié)省PC、筆記型電腦和電視機(jī)的能源，可點(diǎn)亮1,650萬顆普通的60瓦燈泡。第一代GreenChip產(chǎn)品誕生于1997年，主要針對(duì)CRT電視和顯示器電源部分;2001~2003年發(fā)布的第二代產(chǎn)品，其應(yīng)用擴(kuò)展到了筆記本電腦適配器和LCD電視、DVD和機(jī)頂盒;第三代GreenChip IC于2007年問世，應(yīng)用波及臺(tái)式電腦。GreenChip PC芯片的使用已達(dá)到2009年的ENERGY STAR要求，并且是唯一通過EPRI對(duì)85PLUS認(rèn)證的個(gè)人電腦電源解決方案，它將臺(tái)式電腦的電源總體功耗效率提升了90%，使單臺(tái)臺(tái)式電腦電源供應(yīng)損耗降低了50%以上。預(yù)計(jì)NXP的第四代GreenChip將于2010年問世。節(jié)能、減排，在國家一系列相關(guān)政策出臺(tái)的同時(shí)，汽車電子節(jié)能的需求日益凸顯。應(yīng)用于車內(nèi)網(wǎng)路、感測器、胎壓檢測、車載訊息服務(wù)的NXP芯片，為每輛車減輕多達(dá)30kg銅線，省油效益每年為全球減少1500萬公噸二氧化碳的排放。相較于傳統(tǒng)的背光技術(shù)，LED背光技術(shù)可節(jié)約LCD電視的整體功耗高達(dá)50%(40’)。以2010年為例，若10%電視采用LED背光，則每年可為全球能源節(jié)約四座電廠的能源。另外，智能電子計(jì)量是相當(dāng)大的一個(gè)市場，該技術(shù)以即時(shí)檢測和計(jì)費(fèi)來管理用電需求，與智慧家庭感測器結(jié)合，讓消費(fèi)者了解用電情況，減少尖峰用電，依據(jù)生活模式調(diào)整用電。照明是與生活最為休戚相關(guān)的應(yīng)用，以65W LED燈取代HPL 125W路燈，可降低高達(dá)50%的二氧化碳排放，每個(gè)路燈每年可減少排放污染地球環(huán)境的115噸。

“IC設(shè)計(jì)不能只是空中樓閣，”梅潤平說，一方面，NXP需要通過專有技術(shù)開發(fā)IC以及在工藝方面地不懈努力，減少芯片耗電，還要與OEM及價(jià)值鏈中的其它部門聯(lián)合研發(fā)、定制一些IC。比如：政府或行業(yè)組織在推出一些標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，半導(dǎo)體廠商與標(biāo)準(zhǔn)制定者之間的合作。[!--empirenews.page--]

不僅僅是口號(hào)

“過去我們只銷售經(jīng)理做最前端，”現(xiàn)在在中國擁有了更為強(qiáng)大的支持，包括產(chǎn)品管理人員、場應(yīng)用、維修人員以及IC設(shè)計(jì)人員，產(chǎn)品經(jīng)理主要作為前后端的支持，因?yàn)閺目蛻舳说玫降男畔?，往往與后端定制IC路線圖不是一對(duì)一的關(guān)系，因此，需要一種形式實(shí)現(xiàn)這樣的信息溝通。

梅潤平所在的多重市場事業(yè)部(MMS)擁有業(yè)界最龐大的產(chǎn)品組合之一，從定時(shí)器、放大器等基本構(gòu)建模塊，到可改善媒體處理、無線連接和寬帶通訊的復(fù)雜、精密IC，產(chǎn)品的種類越來越多，不僅應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)分散，客戶群也相當(dāng)分散。“我們有兩方面的策略，”梅潤平介紹，雖然比較分散，但是業(yè)界總有一些相對(duì)比較大的客戶，NXP MMS來幫助并鞏固這些客戶，這是直接積累客戶。但對(duì)于為數(shù)眾多、相對(duì)較小的客戶，由于精力的限制，NXP一般在網(wǎng)上有專門的網(wǎng)頁作為支持。“事實(shí)上分銷渠道也是非常重要的，”分銷商也有工程師和資源的組織，可以幫助NXP MMS推銷其產(chǎn)品。

“我們的目標(biāo)是提供節(jié)能IC，最后超越生產(chǎn)它所需能源以及其工作能源，”梅潤平介紹，這是市場的需要，消費(fèi)者現(xiàn)在這種環(huán)保意識(shí)，同時(shí)在推動(dòng)我們做IC技術(shù)，“這是革新的一個(gè)重要本質(zhì)，”梅潤平說。