聯(lián)合國(guó)氣候變化峰會(huì)在哥本哈根召開(kāi)之后，提高能效，減少溫室氣體排放成為全球矚目的焦點(diǎn)。倡導(dǎo)綠色科技，促進(jìn)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展已不再是口號(hào)，而正在成為半導(dǎo)體廠商需要認(rèn)真思考并采取相應(yīng)行動(dòng)的責(zé)任和義務(wù)。

4月26日開(kāi)幕、為期一周的2010 Globalpress電子峰會(huì)上，我們看到可再生能源、低功耗方案等綠色科技的話題成為了主導(dǎo)。不論是我們熟悉的美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體，還是歷史不長(zhǎng)的Silego公司，很多與會(huì)廠商都對(duì)綠色科技表現(xiàn)出了極大的熱情，并和記者分享了相關(guān)行業(yè)趨勢(shì)和解決方案。

可再生能源備受關(guān)注
目前，各國(guó)政府都在大力推進(jìn)可再生能源科技創(chuàng)新，大力發(fā)展可再生能源產(chǎn)業(yè)，不斷提高水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

以美國(guó)為例，美國(guó)太陽(yáng)能工業(yè)協(xié)會(huì)公布的數(shù)據(jù)顯示，2009年美國(guó)太陽(yáng)能市場(chǎng)規(guī)模同比增長(zhǎng)37%，新安裝太陽(yáng)能發(fā)電能力481MW。2009年美國(guó)政府支持太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的政策包括，從總額為7870億美元的經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃中撥款4.67億美元，用于促進(jìn)太陽(yáng)能和地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)和使用；為幫助太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)有關(guān)企業(yè)渡過(guò)難關(guān)，美國(guó)能源部為其提供5.35億美元的貸款擔(dān)保等，這些都是美國(guó)太陽(yáng)能光伏市場(chǎng)穩(wěn)步增長(zhǎng)的重要保障。

日本鼓勵(lì)太陽(yáng)能發(fā)電的政策惠及每個(gè)家庭和企業(yè)：住宅用每個(gè)家庭每人可以按照每瓦7萬(wàn)日元獲得補(bǔ)貼，平均每個(gè)家庭是21萬(wàn)日元左右；對(duì)于企事業(yè)單位，補(bǔ)貼金額是引入發(fā)電成本的1/3，如果與地方政府合作實(shí)施一些太陽(yáng)能發(fā)電的項(xiàng)目，則可以獲得相當(dāng)于成本1/2的補(bǔ)貼。

我國(guó)目前也正向太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能等清潔能源項(xiàng)目投入數(shù)以億計(jì)的資金，以降低其溫室氣體的排放量。隨著可再生能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施和管理體系與可再生能源發(fā)電大規(guī)模接入、遠(yuǎn)距離輸送等不適應(yīng)的問(wèn)題日益突出。今年年初，我國(guó)政府對(duì)《中華人民共和國(guó)可再生能源法》進(jìn)行了修改，以進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)可再生能源的開(kāi)發(fā)利用，增加能源供應(yīng)，改善能源結(jié)構(gòu)，保障能源安全，保護(hù)環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

對(duì)于中國(guó)可再生能源市場(chǎng)，各大廠商都非常重視。美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體就表示其已在深圳設(shè)立了設(shè)計(jì)中心，密切關(guān)注中國(guó)的相關(guān)政策，為這一市場(chǎng)提供解決方案。

當(dāng)有記者問(wèn)到：如果沒(méi)有政策的支持，誰(shuí)會(huì)花大價(jià)錢采用可再生能源呢？與會(huì)的企業(yè)發(fā)言人都表示，合理的制度能夠有效的推動(dòng)可再生能源的推廣。

以日本為例，日本政府從去年2月起頒布了一個(gè)新的買電制度，對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電帶來(lái)的一些剩余的電力可以由電力公司進(jìn)行回收。價(jià)格是成本的2倍，這個(gè)措施將會(huì)實(shí)施10年。

針對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體再生能源市場(chǎng)總監(jiān)Ralf Muenster在本次會(huì)議上著重介紹了該公司2009年新推出的SolarMagic電源管理技術(shù)。這一技術(shù)可為太陽(yáng)能光伏電池板補(bǔ)償因?yàn)榫植炕蚨虝r(shí)間被陰影遮蔽造成的發(fā)電量下跌，從而為系統(tǒng)挽回高達(dá)57%的電量損失。

據(jù)介紹，美國(guó)加州奧克蘭市一棟已安裝太陽(yáng)能系統(tǒng)的住宅采用了SolarMagic電源優(yōu)化器后，增加了22.6%的發(fā)電量。這套30kW的太陽(yáng)能系統(tǒng)裝設(shè)在名為“橡樹(shù)街山丘之家”住宅的屋頂上，該住宅共有39戶，于2005年落成，整棟住宅采用可循環(huán)使用及天然的建筑材料建造而成，非常注重環(huán)保。

Ralf Muenster表示：“現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)際環(huán)境問(wèn)題，如陰影遮蔽、電池板老化及搭配失當(dāng)?shù)龋�都�?huì)大幅降低太陽(yáng)能系統(tǒng)的發(fā)電量。為太陽(yáng)能系統(tǒng)加裝SolarMagic電源優(yōu)化器可以確保系統(tǒng)能充分發(fā)揮其效能�！�橡��(shù)街山丘之家’加設(shè)SolarMagic電源優(yōu)化器之后，系統(tǒng)效能更大幅提升，同一電池板的發(fā)電量可以提高22.6%，太陽(yáng)能系統(tǒng)變得更具成本效益。”

低功耗產(chǎn)品成為主導(dǎo)
包括SolarMagic在內(nèi)，此次峰會(huì)上亮相的大多數(shù)產(chǎn)品和技術(shù)都體現(xiàn)了低功耗的綠色科技。

Silego公司成立于2001年，曾在德勤的“硅谷高科技高成長(zhǎng)50強(qiáng)”評(píng)選中獲得“明日之星”獎(jiǎng)項(xiàng)，這一獎(jiǎng)項(xiàng)授予快速成長(zhǎng)的初創(chuàng)公司。該公司現(xiàn)已成為全球最大的筆記本電腦和上網(wǎng)本時(shí)鐘方案提供商，他們的愿景是為打造“綠色世界”提供高能效的混合信號(hào)IC。在本次峰會(huì)上發(fā)布的3款新產(chǎn)品將把Silego從其起家的筆記本電腦市場(chǎng)帶入通用產(chǎn)品市場(chǎng)，它們分別是GreenPAK和GreenSAK混合信號(hào)FPGA、N溝道MOSFET驅(qū)動(dòng)器GreenFET，以及DDR3寄存器IC GreenDDR3。

Silego Green（綠色）產(chǎn)品系列的目標(biāo)是全面降低系統(tǒng)的成本、尺寸和功耗。該系列2009年的出貨量為1300萬(wàn)，約占總量的15%。而2010年這一產(chǎn)品系列將不斷擴(kuò)充，出貨量預(yù)計(jì)可達(dá)1億2千萬(wàn)，占總出貨量的比例將提高到56%。

高能效的嵌入式設(shè)計(jì)不僅能夠使消費(fèi)者節(jié)省電費(fèi)開(kāi)支，同時(shí)還能降低電網(wǎng)的負(fù)荷，減少購(gòu)買電子產(chǎn)品后的擁有成本，特別是電池供電的設(shè)備，延長(zhǎng)電池的使用壽命也意味著減少?gòu)U電池對(duì)環(huán)境造成的污染。Silicon Laboratories公司副總裁Mark Thompson表示，當(dāng)前的嵌入式設(shè)計(jì)需要納安（nA）級(jí)功耗。

針對(duì)便攜式設(shè)計(jì)和其他強(qiáng)調(diào)省電的嵌入式系統(tǒng)，如智能儀表、RFID標(biāo)簽和個(gè)人醫(yī)療設(shè)備等，Silicon Laboratories在2009年推出了超低功耗MCU系列C8051F91x/0x。該器件提供極低的工作模式電流（160μA/MHz），可大幅節(jié)省系統(tǒng)工作時(shí)的電力。在睡眠模式中，不論是有實(shí)時(shí)時(shí)鐘和低壓檢測(cè)電路（300nA）工作，還是沒(méi)有實(shí)時(shí)時(shí)鐘和低壓檢測(cè)電路（10nA）工作的情況下，均能保持RAM全部?jī)?nèi)容。

如何滿足對(duì)帶寬越來(lái)越高的需求？Altera公司高級(jí)市場(chǎng)副總裁Danny Biran認(rèn)為，更高的處理能力才能滿足這一需求，不過(guò)，現(xiàn)在功耗已經(jīng)成為比價(jià)格和性能都更為重要的指標(biāo)，我們需要關(guān)注的要比摩爾定律更多，要能夠提供不以犧牲低功耗為代價(jià)的高性能解決方案。以視頻處理為例，如果從標(biāo)清提高到4K*2K超高清方案，DSP的性能就要從每幀0.4M像素提高25倍，達(dá)到每幀10M像素，處理器精度要從9位×9位提高到18位×18位。這時(shí)，采用可變精度的DSP方案就能夠比傳統(tǒng)固定精度的方案節(jié)省高達(dá)2/3的資源。

Altera開(kāi)發(fā)的精度可調(diào)DSP模塊是Stratix V FPGA體系結(jié)構(gòu)的一部分，在編譯時(shí)可以采用18位模式或者高精度模式來(lái)配置每一模塊。在一個(gè)精度可調(diào)的DSP模塊中，Stratix V FPGA能夠在每一模塊基礎(chǔ)上支持從9位×9位到單精度浮點(diǎn)的各種精度范圍。這樣，可以不受FPGA體系結(jié)構(gòu)的限制，在每一級(jí)DSP數(shù)據(jù)通路上使用最佳精度。這種精度可調(diào)的特性不僅能帶來(lái)更好的系統(tǒng)性能，還能實(shí)現(xiàn)更低的功耗。

高性能計(jì)算和數(shù)據(jù)中心的互連密度持續(xù)增加，在高數(shù)據(jù)速率時(shí)線纜就會(huì)發(fā)生信號(hào)被極度衰減產(chǎn)生嚴(yán)重形變，以至于系統(tǒng)根本無(wú)法可靠將其還原等棘手的難題。

Intersil于2009年收購(gòu)的Quellan公司就致力于為數(shù)據(jù)中心提供高性能有源線纜互連方案，他們推出的Q:Active芯片能夠在延長(zhǎng)傳輸距離、提升傳輸速率的同時(shí)有效降低功耗。該芯片能夠被整合到線纜總成的每一端，通過(guò)放大信號(hào)并降低噪聲，顯著縮小了線纜規(guī)格并延長(zhǎng)了傳輸距離，采用該技術(shù)后，能傳輸?shù)木嚯x達(dá)到原線纜的3倍。

打造綠色產(chǎn)業(yè)鏈
晶圓廠也是實(shí)現(xiàn)綠色產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。據(jù)三星半導(dǎo)體晶圓代工副總裁Ana Hunter介紹，采用低功耗晶圓加工工藝，在32nm/28nm的產(chǎn)品中動(dòng)態(tài)功耗和漏電流都將有相當(dāng)程度的降低，從而實(shí)現(xiàn)總體的更低功耗。在制造過(guò)程中，三星遵循了4R原則，即降低（Reduce）、重用（Reuse）、循環(huán)（Recycle）和節(jié)制（Refrain）。到2013年為止，三星還將投入43億美元用于綠色技術(shù)的研發(fā)、綠色設(shè)備的采用和綠色產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，并實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體和LCD產(chǎn)品線的排放再降低50%。

Gartner最新研究表明，由于受限于有害物質(zhì)使用的政策指導(dǎo)，實(shí)施無(wú)鉛焊接技術(shù)已耗費(fèi)超過(guò)350億美元。登記、評(píng)估、許可與限制化學(xué)品議案也可能會(huì)花費(fèi)高達(dá)5至6億美元來(lái)實(shí)施。

半導(dǎo)體行業(yè)需要在綠色和利潤(rùn)之間做出平衡，有些投入是必須增加的。隨著新材料、工藝和設(shè)備的研發(fā)，先進(jìn)的解決方案能夠在降低對(duì)環(huán)境影響同時(shí)提高能效并降低成本。中國(guó)企業(yè)要想走向國(guó)際市場(chǎng)，就要沖破綠色貿(mào)易壁壘，將綠色科技貫穿從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造等各個(gè)環(huán)節(jié)，此次峰會(huì)上與會(huì)廠商很多成功的經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒和學(xué)習(xí)。