目前，可持續發展理念的深入人心也推動了能源領域的蓬勃發展。清潔、高效的能源解決方案不僅成為企業競相探索的熱門領域，更是推動社會進步的重要力量。
意法半導體在IIC Shanghai - 2024國際內建電路展覽會暨研讨會同期舉辦的國際綠色能源生态發展峰會上表示，意法半導體承諾将于2027年實作碳中和(在範圍1和2内完全實作碳中和，在範圍3内部分實作碳中和)。意法半導體的解決方案能夠在從電動汽車、可再生能源電網到智能工業等各種環境應用中，實作向地球友好型替代品的過渡。
意法半導體亞太區功率分立和模拟産品器件部市場和應用副總裁Francesco Muggeri
計劃到2027年100%使用可再生能源
Francesco Muggeri指出，我們所生活的世界，能源運作效率遠未達到理想狀态。以傳統石化引擎汽車為例，能源實際使用率僅為20%，資料顯示，美國每日汽車消耗890萬桶石油，但在能源輸配運送過程以及由于傳統汽油汽車内燃效率低等因素，當中損耗了80%。僅約180萬桶汽油當量實際驅動汽車，損耗巨大。而每年這些損耗相當于500個核電站發電量，能源利用低效問題凸顯。是以，提升能源效率勢在必行，需發展可再生能源、優化能源輸配，并探索降低二氧化碳排放的途徑，以應對全球變暖挑戰。
衆所周知，可持續發展和可持續技術是意法半導體願景和解決方案的核心，意法半導體宣布将于2027年實作碳中和目标 (在範圍1和2内完全實作碳中和，在範圍3内部分實作碳中和)，這一目标具體如何實作呢?
我們的碳中和計劃包括一個全方面政策，涵蓋了五大領域。
- 首先，我們緻力于通過采取措施，如PFC減排系統，實作減少直接排放。
- 自 2018 年起，我們開始投資節能項目，以減少與所有 ST 工廠用電量相關的間接碳排放量，我們目标到 2027 年實作每年節約 150GWh電量。
- 除能耗外，我們還緻力于在 2027 年前實作整個ST企業100%使用可再生電力。
- 我們以實際行動和努力，盡量減少運輸和員工通勤所造成的間接排放。
- 最後，對于那些無法避免的排放領域，我們将通過可靠和穩健的碳封存解決方案進行抵消。我們不會逃避碳補償。
Francesco Muggeri表示，在市場中，數以百萬計的汽車和電動車需要充電站供電，同時也有大量的光伏逆變器在運作，這些都是實作碳中和可持續化的關鍵環節。要實作這些目标，需要一個更科學的方法，來審視電力與半導體之間的緊密聯系。
觀察能源體系，我們可以看到能源發電、輸電配電等環節，将電力輸送到城市、家庭、農場，電力需求持續增長。在這個大背景下，我們需要一個全局的視角來了解整個能源系統：
- 首先，傳統的集中式能源生産正在向混合型轉變，随着光伏的普及和成本下降，分布式能源生成成為重要方式。
- 其次，能源生産方式的轉變也在發生，太陽能和風能發電從傳統的AC-DC，到DC-DC的方式變革，有助于能源的節約。
Muggeri強調了半導體行業在能源領域扮演着重要角色：“作為半導體公司，我們緻力于推動微電網的發展。通過光伏和風能生産的直流電，實作微電網的建構，與以往的AC-DC相比，DC-DC可提高8%-15%的能源效率。”
Muggeri指出：“通過改變半導體材料，如從矽到碳化矽的轉變，我們可以将能源效率從82%，提升至90%，這8%的效率提升相當于節省了12個核電站的發電量。”
寬禁帶(WBG)材料在碳中和中扮演了什麼角色?What is WBG’s role in carbon neutrality?
相比傳統的矽材料，WBG材料(例如碳化矽，氮化镓等)具有更高的擊穿電壓和電子漂移速度，這使得WBG材料能夠承受更高的電壓和提供更高的電子運動速度。在碳中和領域，這種特性使得WBG技術成為電力電子裝置和能源轉換系統中的理想選擇。
Aspencore資料顯示，到2030年，碳化矽的預計銷售額将達到200億美元，其應用前景十分廣闊。
以汽車領域來說，将碳化矽應用于電動汽車中，可實作超過600公裡，甚至更遠的續航裡程，其電池的充電速度也更快，汽車更輕，并至少提升50%的電池效率，進一步降低總成本，這将顯著減少未來的能源消耗。
再以工業領域為例，使用基于WBG的變速驅動器(vsd)可以減少電機50%的能耗，效率更高、尺寸更小、功率密度更高，以及整體系統成本更低。
意法半導體的寬禁帶(WBG)材料創新
Muggeri表示，意法半導體去年在碳化矽領域的收入達到了11.4億美元，這使意法半導體在這一市場上處于前列。
此外，意法半導體的技術還解決了傳統技術中的挑戰，如平面結構和矽片良率問題。Muggeri：“我們成功地減少了襯底在SiC半導體總成本的占比，這是一項重大的技術突破。“
同時，Muggeri表示意法半導體也看到了氮化镓市場的巨大潛力：“雖然意法半導體的氮化镓技術目前還不如碳化矽成熟，但它具有高頻率和功率密度的優勢，這使得它在縮小無源器件尺寸和提高效率方面具有巨大的應用前景，我們的MasterGaN和VIPerGaN技術正是針對這一市場需求而研發的。”
據介紹，意法半導體還将碳化矽和氮化镓視為互補技術，可確定全面覆寫幾乎所有商用功率水準，其不同特性可在不同系統和工作條件下提供特定優勢。能夠同時提供這兩種WBG技術，并為客戶提供廣泛和高度專業化的支援，使ST成功跻身可持續電源解決方案最佳半導體垂直整合制造商(IDM)之列。根據不同的應用和拓撲結構，混合解決方案可以利用GaN的高開關頻率和SiC的高功率處理能力。
一個完美的例子是用于電動汽車(EV)充電站的 SiC-GaN 混合三相逆變器，其中 SiC 用于從電網向電池傳輸電力，而 GaN 則用作高頻驅動器和開關，以實作功率因數校正和波形濾波。另一個例子是 2.5-5 kW 電信伺服器轉換器，其中圖騰柱級使用 SiC，LLC 級使用 GaN，以實作高頻操作。這些混合解決方案可實作緊湊、高效和高産出的系統，能夠安全地傳輸千瓦級的功率。
在汽車領域，目前正在研究 SiC-GaN 混合配置，以優化關鍵電動汽車牽引逆變器應用的成本效益。
意法半導體在供應鍊方面有着廣泛的布局。我們擁有自己的襯底生産線，并在瑞典、意大利進行了投資。意法半導體還開展在中國的投資，旨在滿足中國市場對碳化矽的巨大需求，并與中國的合作夥伴共同解決半導體市場的供需問題。
總結：機會是給有準備的企業
綜合上述内容我們不難看出，意法半導體已全面布局市場，力求各項業務中保持連貫性與價值，以實作可持續發展。
據介紹，意法半導體的業務主要聚焦于三大領域：智能出行，電源與能源，雲連接配接的自主化裝置。目前已擁有豐富多樣的産品組合，并廣泛應用于各類電源與能源及汽車中。Muggeri：“我們的産品不僅具備高效能，而且注重成本優化，緻力于降低終端使用者的總成本。”
意法半導體積極助力全球提升效率，降低能源消耗，為創造一個更環保、更經濟的世界貢獻力量。未來，将繼續秉承可持續發展理念，不斷創新産品與技術，為客戶提供更加高效、環保的解決方案，共同推動全球可持續發展的程序。
來源： 國際電子商情
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