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電動汽車的“大腦” |新能源汽車專題(5)

電動汽車的“大腦” |新能源汽車專題(5)

新能源汽車第一步是電動化,

第二步将是智能化。

電動汽車的“大腦” |新能源汽車專題(5)

智能化+電動化,

未來智能電動汽車将成為主流産品,

為消費者帶來極緻的出行體驗。

其中所需的關鍵應用發展,

包括語言識别,手勢識别,

環境感覺系統,

AI 智能算法無人駕駛等等

都将依托于核心晶片。

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随着汽車電動化智能化的推進,

汽車産業對高端晶片的需求

将會大幅度增長。

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中國汽車工業協會資料顯示,

傳統燃油車所需汽車晶片數量

為600-700片/輛;

而電動車所需的汽車晶片數量

将提升至1600片/輛;

如果是更進階的智能汽車,

對晶片的需求量将提升至3000片/輛。

電動汽車的“大腦” |新能源汽車專題(5)
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半導體晶片的制造,

從原材料到成品大約需要三個月的時間,

在這個過程中大量的水和電能被使用,

還使用了相當多種類的高純、特殊氣體,

這些氣體中有的全球增溫潛勢(GWP)

值高達萬倍,

間接導緻大量二氧化碳被排放。

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2020年10月,

哈佛大學的Udit Gupta發表的論文預測,

未來計算機将無所不在,

其對環境的影響也是。

到2030年,資訊及計算機技術

将占據全球能源需求的20%。

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在過去幾年,

台積電的溫室氣體排放量

已超過汽車巨頭通用公司的排放量。

彭博社的資料統計,

台積電2017年的碳排放量為600萬噸,

2019年為800萬噸,

2020年為1500萬噸,

平均每片晶片會排放0.59kg二氧化碳。

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南韓三星電子公司,

僅次于台積電。

2020 年排放了大約1290萬噸二氧化碳,

平均每生産一片晶片會排放0.53 kg二氧化碳。

台積電的用水量在過去十年中增長了近5倍,

光2019年就消耗了6300萬噸水,

可以填滿整整79000個完整的奧運會泳池。

在2021年台積電就使用了全台灣近5%的電力,

預計在2022年将上升到7.2%。

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英特爾 2019 年的用水量是福特汽車的三倍以上,同時工業廢物也是後者的兩倍以上。

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在COP26期間,

半導體行業碳排放問題也備受關注。

各大晶片制造商也開始采取措施。

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英特爾承諾到2030年

100%的能源來自可再生資源。

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台積電宣布希望到2050年實作淨零排放,

并設定了到2030年,

全公司範圍可再生能源使用率達到40%的目标。

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三星提出優化工藝,

獲得碳測量标簽,

目前,三星已經有14種半導體産品

獲得了碳信托基金的認證。

并表示,已為其美國、歐洲和中國的所有業務

使用了100%可再生能源。

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據估測, 三星公司獲得認證的五款碳足迹晶片

從釋出到 2021 年 7 月,

所減少的二氧化碳排放量約為 68 萬噸。

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此外,

三星公司LPDDR5五代低功耗雙倍資料率

同步動态随機存儲器

已經開始生産運作。

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目前以氮化镓(GaN)、碳化矽(SiC)為代表

第三代半導體行業正在開啟發展加速度。

第三代半導體具備

耐高溫、耐高壓、高頻率、大功率等優勢。

相比矽器件可降低50%以上的能量損失,

并減小75%以上的裝備體積。

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而且半導體

還有助于提高汽車的功能效率,

例如在發動機具有特定模式的汽油消耗方面,

半導體有助于調節

發動機和汽車内部正在發生的某些事情。

電動汽車的“大腦” |新能源汽車專題(5)
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汽車能耗排名第一的是諸如座椅加熱,還有汽車驅動功能,例如動力轉向,防抱死系統,電子穩定程式。這些都可以靠晶片更智能的算法來降低能耗。

汽車哪些功能可以靠晶片技術減排?

這一顆小小的晶片不僅能降低自身碳排放,

還能降低汽車使用過程中能源消耗,

更節能低碳。

是助力社會節能減排

并實作“碳中和”目标的重要發展方向。

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向上滑動閱覽參考文獻

[1] 國際清潔交通委員會,驅動綠色未來:中國電動汽車發展回顧及未來展望[R], 2021-01.

[2] The Chip Industry Has a Problem With Its Giant Carbon Footprint[EB/OL],https://www.bloombergquint.com/global-economics/the-chip-industry-has-a-problem-with-its-giant-carbon-footprint

[3] Gupta U , Kim Y G , Lee S , et al. Chasing Carbon: The Elusive Environmental Footprint of Computing[C]// 2021 IEEE International Symposium on High-Performance Computer Architecture (HPCA). IEEE, 2021.

[4] The global chip industry has a colossal problem with carbon emissions[EB/OL], https://www.cnbc.com/2021/11/03/tsmc-samsung-and-intel-have-a-huge-carbon-footprint.html

[5] 楊小波. 低碳經濟下半導體企業的應對政策[D].蘇州大學,2011.

[6]張夢瑩. 中國電子資訊制造業出口貿易碳轉移及産品碳足迹研究[D].北京理工大學,2018.DOI:10.26948/d.cnki.gbjlu.2018.000916.

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