生態(tài)工程：集成電路（IC）行業(yè)的新一輪重要創(chuàng)新驅(qū)動力

       創(chuàng)新是半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的特性。從20世紀(jì)50年代由第一代電池供電的晶體管收音機及計算器，至20世紀(jì)晚期包羅萬象的數(shù)字化革命，工程師們永遠努力尋求新方法，用硅半導(dǎo)體(Silicon)解決那些看似不可能完成的任務(wù)。

       世界從不缺乏創(chuàng)新動力，特定的應(yīng)用或產(chǎn)品類型層出不窮，這都要求我們運用新的思維方式和溝通方式。就集成電路行業(yè)而言，我們需要新的制造方式；消費電子行業(yè)、計算機行業(yè)和通訊行業(yè)則要求突破現(xiàn)有技術(shù)以適應(yīng)未來的發(fā)展趨勢。

       在半導(dǎo)體行業(yè)短暫的發(fā)展歷程中，其前進步伐取決于消費者對集成電路行業(yè)與日俱增的需求——運行更快、性能更優(yōu)、價格更便宜。然而，始于20世紀(jì)90年代“更環(huán)保、更健康及更智能”的新消費主張開始與舊觀念相結(jié)合，并產(chǎn)生了驚人的結(jié)果。
創(chuàng)新本身也必須改變。

       每次技術(shù)飛躍發(fā)生之前都會有“序曲”，而以綠色產(chǎn)品和生態(tài)工程(eco-engineering)作為當(dāng)今重要創(chuàng)新改變的前奏，再恰當(dāng)不過。十幾年來，恩智浦半導(dǎo)體不僅認同生態(tài)工程的理念，更利用其產(chǎn)品充分展現(xiàn)了生態(tài)工程的重要性；諸如，推出了集成電路GreenChip™系列產(chǎn)品，極大地提高了計算機、液晶電視電源以及其他終端應(yīng)用的能效。

       之前，模擬和數(shù)字領(lǐng)域完全是單獨設(shè)計的。如今，作為一個新的創(chuàng)新領(lǐng)域，它比以往任何時候都需要將這兩種領(lǐng)域無縫融合至混合信號領(lǐng)域。

       恩智浦憑借其高性能混合信號（HPMS）制造工藝、內(nèi)部團隊自主設(shè)計的豐富經(jīng)驗以及廣博的系統(tǒng)設(shè)計知識，催生出更多的創(chuàng)新產(chǎn)品。這份《綠色創(chuàng)新白皮書》展現(xiàn)了恩智浦如何以生態(tài)工程驅(qū)動力為基礎(chǔ)來拓展和制定其產(chǎn)品戰(zhàn)略，并討論了五大應(yīng)用領(lǐng)域：光伏/太陽能、智能電源/智能電表、電源供應(yīng)、汽車和照明。

創(chuàng)新階梯

       生態(tài)工程不僅給幾乎所有的產(chǎn)品類型增添了一個新的層面，更是匯集了以往大部分的創(chuàng)新技術(shù)。低功耗能源技術(shù)、高性能計算和無線通訊最終的完美契合使生態(tài)工程得以實現(xiàn)。然而，生態(tài)工程還涉及其他差別更為細微的技術(shù)，正是這些技術(shù)將數(shù)字和模擬領(lǐng)域結(jié)合在一起，并且通過多個行業(yè)幾十年來積累的高性能混合信號制造技術(shù)、高級封裝技術(shù)、混合信號設(shè)計經(jīng)驗以及系統(tǒng)級應(yīng)用知識納入同一系統(tǒng)內(nèi)，最終促成了先進的生態(tài)工程。

       全球環(huán)境問題迫在眉睫，這也使得生態(tài)工程成為了不可避免的發(fā)展趨勢。雖然各種技術(shù)讓許多人的生活變得更加輕松愉快，但是技術(shù)的應(yīng)用程度高低與一個國家對全球生態(tài)系統(tǒng)造成的不利影響存在著一定的關(guān)聯(lián)。這種關(guān)聯(lián)如圖1所示，它顯示了許多國家從1975年至2003年科技與生態(tài)發(fā)展的歷史趨勢，縱軸上繪制的是這些國家的生態(tài)印跡。
 


圖1. 技術(shù)越先進的國家，其生態(tài)科學(xué)發(fā)展的軌跡越明顯（來源：世界自然基金會2006年《地球生命力報告》）

       消費者開始意識到自己在生態(tài)科學(xué)方面行為軌跡將引發(fā)一系列社會問題，并且已開始根據(jù)意識到的社會問題來調(diào)整自己的購買決定。

       混合動力汽車和電動汽車領(lǐng)域取得的巨大成功最能體現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變，特別是汽車制造商正全力以赴加快步伐。環(huán)球透視公司2009年公布的《混合動力汽車報告》顯示，2009年混合動力汽車的全球產(chǎn)量增幅超過77％，并預(yù)測2010年的增長率超過106％。
消費者對節(jié)能的偏好也延伸到了智能家居設(shè)施領(lǐng)域。例如，美國主要住宅建筑商的調(diào)查顯示，70%的潛在住房購買者希望選擇節(jié)能的智能家居設(shè)施。

       世界各國政府也在積極推動環(huán)保運動，通過制定法律法規(guī)和節(jié)能目標(biāo)，以期減少二氧化碳排放量和緩解因能源過度使用所帶來的其他環(huán)境問題。

更精簡、更環(huán)保

       由于半導(dǎo)體已經(jīng)成為了幾乎所有先進技術(shù)不可或缺的一部分，因此它理所當(dāng)然能夠在減少技術(shù)對環(huán)境留下不良印跡上發(fā)揮重要作用。

       減少碳氫化合物排放量有兩種主要方法。一、生產(chǎn)無需燃燒化石燃料的能源；二、使用產(chǎn)出高能效的能源。在能源產(chǎn)出方面，諸如太陽能光伏發(fā)電等可再生能源可以大大減少每千瓦時產(chǎn)生的二氧化碳量。當(dāng)涉及到減少工業(yè)化和后工業(yè)化國家大規(guī)模的生態(tài)軌跡時，提高全球能源效率的最佳途徑在于提高終端應(yīng)用的效率。為此，提高終端應(yīng)用的效率可通過直接提高電源供應(yīng)或照明設(shè)施的能效來實現(xiàn)，或可通過如“智能電網(wǎng)”和“節(jié)能路線選擇”那樣改變用戶的行為來完成。

       然而在這兩種情況下，集成電路作為最微小的元件卻在大規(guī)模減少生態(tài)印跡方面發(fā)揮著驚人的作用。

集成電路在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中能夠發(fā)揮多少作用？

       在電源領(lǐng)域中運用恩智浦的GreenChipTM技術(shù)是一個很好的例子。例如，筆記本電腦或游戲機的電源采用GreenChipTM集成電路系列，通?？晒?jié)省5-10瓦的電量。然而，由于GreenChipTM本身僅消耗約0.5瓦的電量，所以其杠桿計算會更加驚人，投資回報率約為10倍至20倍。

       從智能電網(wǎng)到智能儀表，從智能插頭再到能耗可調(diào)型家居設(shè)施，“智能電源”的表現(xiàn)形式多種多樣，以期通過改善能耗以滿足客戶實時的需求這些可安裝的設(shè)備實現(xiàn)節(jié)能的前景非常廣闊，而恩智浦提供的各種智能儀表和智能插頭產(chǎn)品至關(guān)重要。以建筑領(lǐng)域為例，從連接到配電系統(tǒng)的設(shè)備所獲取的直接反饋可達10％至15％。

       在太陽能領(lǐng)域，光伏系統(tǒng)的能效在很大程度上取決于光伏電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換成電網(wǎng)使用的交流電或轉(zhuǎn)換成其他直流負載使用的直流值的效率。以電池充電器為例，與傳統(tǒng)的PWM控制器相比，恩智浦的解決方案可從太陽能面板多提取30％的功率。

       汽車和照明領(lǐng)域亦是如此?！毒G色創(chuàng)新白皮書》深入探討了這五大應(yīng)用領(lǐng)域，并對恩智浦在各領(lǐng)域的表現(xiàn)、產(chǎn)品和行動進行了描述。

恩智浦半導(dǎo)體相關(guān)推廣活動鏈接：
• 高性能射頻（HP RF）：http://www.cn.nxp.com/campaigns/high-performance-rf/
o 高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（High Speed Data Converter）：http://www.cn.nxp.com//fasttrackyourdesign/
• 照明產(chǎn)品： http://www.cn.nxp.com/campaigns/experience_lighting/index.php
• Cortex-M0微控制器產(chǎn)品： http://www.cn.nxp.com/campaigns/cortex-m0/
• 車用產(chǎn)品：http://www.cn.nxp.com/campaigns/drivingefficiency/
• 太陽能產(chǎn)品應(yīng)用信息頁面：http://www.nxp.com/pip/MPT612.html