中心議題：

• 能源革命為微電子產業提供新機遇

解決方案：

• 中國應走低能耗發展道路
• 加速信息設備節能化進程
• 提高電網傳輸效率
• 助力電動汽車產業化

清華大學微電子研究所副所長王誌華

在過去10年中，中國GDP與能耗基本上是同比例增加的。中國GDP要趕超美國，如果不走一條低能耗發展道路，未來是不可想象的。隻有以新技術為支撐的、不以消耗資源為特征的先進製造業才是富民強國的基礎。微電子產業將在能源革命中扮演重要的角色。

能源問題對於中國和世界都是重要的話題。過去的30年，是中國經濟飛速發展的30年，同時也是能耗快速增長的30年。能源短缺、氣候暖化等諸多問題將對經濟社會可持續發展帶來負麵影響。以集成電路芯片為核心的微電子產業將在能源革命中扮演重要的角色。

中國應走低能耗發展道路
英國BP公司能源報告顯示，在1977年
，中國石油消耗量僅為163.8萬桶/天，占全球石油消耗量的2.7%，而到2008年，中國石油消耗量增加到799.9萬桶/天，占全球石油消耗量的比例也上升到9.6%。在1977年，中國煤炭消耗量占全球煤炭消耗量的30.2%
，而到2008年，這一比例也上升到42.6%。2008年，中國的發電量已經達到34224億千瓦時

，占全球發電量的17%。

在過去10年中

，中國的GDP與能耗基本上是同比例增加的。從單位GDP(國內生產總值)的能耗來看，根據國家統計局提供的數據，當前中國1億美元GDP所消耗的能源是12.03萬噸標準煤
，大約是日本的7.2倍，是德國的5.62倍，是美國的3.52倍，是印度的1.18倍，是世界平均水平的3.28倍。中國的GDP要趕超美國，如果不走一條低能耗的發展道路，未來是不可想象的。隻有以新技術為支撐的、不以消耗資源為特征的先進製造業才是富民強國的基礎。

加速信息設備節能化進程
信息設備在給人們生活帶來巨大便利的同時，也產生了很多新的能耗。在2000年，全球個人電腦
、消費類電子
、電話等設備的耗電量已經達到2000億千瓦時，二氧化碳排放量達到1.5億噸，相當於3000萬輛小汽車的年排放量。而辦公設備
、網絡設備
、服務器等的耗電量為970億千瓦時，相當於當年美國發電量的3%。

隨著互聯網的迅速普及
，最近10年來信息設備的耗電量仍在迅速增加
，網絡設備(如網絡控製器
、交換機
、路由器
、寬帶調製解調器、無線接入設備等)的直接能耗和網絡引進的新能耗(如為了保持網絡聯通而引入的功率器件)使得信息設備的能耗出現了驚人的增長。在1999年，福布斯雜誌預測互聯網用電在10年之內的年增長率將超過50%，當時很少有人相信這個判斷
，但從目前的情況看，的確是不幸被言中了。

家用電腦的一個特點是長時間處於開啟狀態，但真正使用的時間並不多。這樣，互聯網接入設備將長時間保持高能耗、高gao流liu量liang狀zhuang態tai，這zhe就jiu造zao成cheng了le很hen多duo的de能neng源yuan浪lang費fei。為wei了le減jian少shao這zhe種zhong不bu合he理li的de現xian象xiang，業ye界jie不bu斷duan尋xun求qiu降jiang低di鏈lian路lu功gong耗hao的de方fang法fa。一yi個ge可ke行xing的de方fang法fa是shi利li用yong高gao效xiao的de電dian源yuan管guan理li措cuo施shi
，讓rang設she備bei處chu於yu“深休眠”狀態
，也就是當設備處於休眠狀態時，其消耗的電能極低。另外，還要尋求“快切換”技術，實現高碼率和低碼率之間的快速切換，並且保證在切換過程中不丟包。針對這些需求，美國提出了802.3az標準，新的集成電路將被要求滿足這個標準。

muqianyijingyouzhongguogongsitourudaolezhegebiaozhundeyanjiu

，zheduiwoguoqiyeeryanshifeichangzhongyaode，yinwei

，ruguozhongguotongxinshebeiqiyedechanpinbumanzuzhegebiaozhun，jianglaichukoudaooumeiyixieguojiadeshihoujiukenenghuizaoyu“綠色壁壘”。

提高電網傳輸效率
我(wo)們(men)已(yi)經(jing)看(kan)到(dao)了(le)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)實(shi)現(xian)低(di)功(gong)耗(hao)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing)
，那(na)麼(me)

，微(wei)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)的(de)應(ying)用(yong)對(dui)於(yu)全(quan)社(she)會(hui)能(neng)耗(hao)的(de)降(jiang)低(di)會(hui)有(you)什(shen)麼(me)樣(yang)的(de)貢(gong)獻(xian)呢(ne)？集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)在(zai)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)就(jiu)是(shi)微(wei)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)為(wei)全(quan)社(she)會(hui)節(jie)能(neng)降(jiang)耗(hao)作(zuo)出(chu)貢(gong)獻(xian)的(de)一(yi)個(ge)實(shi)例(li)。

據統計，全世界的發電總量在電網內部消耗了大約40%。根據美國能源部提供的數據，如果美國電網效率提高5%
，所節約的能源相當於減少5300萬輛汽車產生的二氧化碳排放。

建jian設she智zhi能neng電dian網wang是shi提ti高gao電dian網wang輸shu電dian效xiao率lv的de有you效xiao手shou段duan，而er電dian網wang的de智zhi能neng化hua對dui集ji成cheng電dian路lu提ti出chu了le更geng高gao的de要yao求qiu。智zhi能neng電dian網wang要yao能neng夠gou感gan知zhi係xi統tong過guo載zai並bing能neng分fen配pei電dian力li，以yi防fang止zhi係xi統tong故gu障zhang或huo者zhe使shi故gu障zhang的de影ying響xiang最zui小xiao。智zhi能neng電dian網wang的de一yi個ge特te征zheng是shi使shi用yong數shu字zi技ji術shu，包bao括kuo用yong智zhi能neng電dian表biao檢jian測ce電dian能neng消xiao耗hao情qing況kuang
，通tong過guo網wang絡luo化hua的de傳chuan感gan器qi和he計ji算suan機ji係xi統tong控kong製zhi間jian歇xie工gong作zuo的de發fa電dian機ji，根gen據ju消xiao費fei需xu求qiu生sheng產chan電dian能neng，從cong而er提ti高gao傳chuan輸shu效xiao率lv。智zhi能neng電dian網wang的de另ling一yi個ge特te征zheng是shi允yun許xu分fen布bu式shi的de替ti代dai能neng源yuan(太陽能
、風能
、生物質能等)進入電網。據美國能源部預測，到2030年
，風能將提供美國電力需求的20%，zheyegeijichengdianluhebandaotigonglvqijiantigongleshichangjihui。fenglifadianxingchengdeshibuwendingdejiaoliudian，xuyaoyongzhengliuzhuangzhijiangqizhuanhuanweizhiliudian
，zaiyongnibianqizhuanhuanweidianwangkeyijienadejiaoliudianzhihoushusongdaodianwangzhongqu。ertaiyangnengdianchifadianxingchengdeshizhiliudian
，tongyangxuyaojingnibianqidezhuanhuanzhihoucainengbingwang。bulunshizhengliuqihaishinibianqi，qihexindoushigonglvbandaotiqijian。erfenbushinengyuanzaishurudianwangguochengzhongdejiliangzeyaoyikaojichengdianlu。

助力電動汽車產業化
傳chuan統tong汽qi車che采cai用yong汽qi油you或huo柴chai油you作zuo為wei動dong力li源yuan，這zhe種zhong用yong發fa動dong機ji將jiang化hua石shi能neng源yuan直zhi接jie轉zhuan換huan為wei動dong力li的de方fang式shi其qi實shi是shi非fei常chang不bu科ke學xue的de。如ru果guo我wo們men將jiang化hua石shi能neng源yuan集ji中zhong轉zhuan換huan、分(fen)散(san)使(shi)用(yong)，將(jiang)大(da)幅(fu)度(du)地(di)提(ti)高(gao)能(neng)源(yuan)的(de)使(shi)用(yong)效(xiao)率(lv)，電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)就(jiu)是(shi)基(ji)於(yu)這(zhe)一(yi)理(li)念(nian)而(er)受(shou)到(dao)重(zhong)視(shi)的(de)。電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)是(shi)依(yi)靠(kao)可(ke)充(chong)電(dian)的(de)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)進(jin)行(xing)驅(qu)動(dong)的(de)，電(dian)動(dong)車(che)中(zhong)充(chong)電(dian)管(guan)理(li)和(he)計(ji)量(liang)管(guan)理(li)給(gei)微(wei)電(dian)子(zi)產(chan)業(ye)提(ti)供(gong)了(le)機(ji)會(hui)。為(wei)了(le)避(bi)免(mian)高(gao)壓(ya)充(chong)電(dian)，鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)就(jiu)不(bu)能(neng)采(cai)用(yong)恒(heng)流(liu)串(chuan)聯(lian)的(de)充(chong)電(dian)方(fang)式(shi)，這(zhe)時(shi)，就(jiu)一(yi)定(ding)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)很(hen)複(fu)雜(za)的(de)電(dian)路(lu)來(lai)管(guan)理(li)電(dian)池(chi)，使(shi)它(ta)能(neng)夠(gou)平(ping)衡(heng)地(di)
、穩定地充電，直到充滿。各個單體電池的電壓、工作溫度、充電狀態均衡、穩定，這樣也可以讓電池長期保持在最佳的狀態
，從而延長電池的壽命。

電動汽車的運營模式還在探索之中
，很多公司希望在經營上將電動汽車與電池組分(fen)離(li)，也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)，由(you)專(zhuan)業(ye)的(de)充(chong)電(dian)公(gong)司(si)向(xiang)車(che)主(zhu)提(ti)供(gong)電(dian)池(chi)組(zu)，電(dian)動(dong)車(che)可(ke)以(yi)開(kai)到(dao)一(yi)個(ge)充(chong)電(dian)站(zhan)直(zhi)接(jie)更(geng)換(huan)電(dian)池(chi)組(zu)。由(you)此(ci)引(yin)出(chu)的(de)一(yi)個(ge)問(wen)題(ti)是(shi)如(ru)何(he)準(zhun)確(que)計(ji)量(liang)電(dian)池(chi)組(zu)的(de)實(shi)際(ji)電(dian)量(liang)，隻(zhi)有(you)做(zuo)到(dao)了(le)準(zhun)確(que)計(ji)量(liang)，才(cai)能(neng)保(bao)證(zheng)商(shang)業(ye)活(huo)動(dong)的(de)正(zheng)常(chang)進(jin)行(xing)。而(er)在(zai)電(dian)量(liang)的(de)計(ji)量(liang)方(fang)麵(mian)，仍(reng)然(ran)是(shi)微(wei)電(dian)子(zi)產(chan)業(ye)的(de)機(ji)會(hui)。