半导体厂多管齐下打造绿色电子产业

对半导体厂商而言，‘节能’已成为最重要的发展指标。透过改善制程、降低排放与功耗，以及减少各种材料使用，恩智浦半导体(NXP Semiconductors)正以绿色芯片(GreenChip)协助落实半导体业界的高效节能环保。

目前，全球能源消耗总量约为124,400兆瓦/时(terawatt/hour)，“为了取得能源，整个生态环境付出的代价太高了，”恩智浦多重市场半导体事业部大中华区市场资深总监梅润平表示。例如，传统的燃煤电厂对环境的破坏程度非常大，而今天，借助半导体技术的进展，我们可望在一些特定领域实现节能，进而达到环保目标。

梅润平指出，在所有的能源消耗中，电力约占17,080兆瓦/时(14%)；住宅用电约占5,200兆瓦/时(4%)；而包括音视讯产品、STB、电视、电话、计算机/显示器在内的消费性电子产品则占700兆瓦/时常0.6%)。在所有需要用到芯片的电子产品中，都有半导体厂商努力的余地。

以PC电源为例，过去，PC电源效率均在60~70%左右，但现在平均已达90%以上，这是半导体业为环保所做努力的最佳例证之一，梅润平说。

另一方面，针对低、中、 
高功率电子产品，需要不同的设计方法以达到节能效果。例如，在低功率应用中，能源从输入转移到输出的过程中会有所损耗，因而需要对电压和传输率进行最佳化。在中、高功率应用中，高电流下的传导损失与电阻成比例，因此必须使用更高效率的组件。目前NXP在输出部份的二极管均以MOSFET取代，可减少达60%以上的能源损失。

“从2001到2007年，我们将用于制造1cm2芯片所需的能源降低了43%，在此同时，芯片面积也降低了60%。”据表示，2007年NXP公司所消耗的总电力约为1.5兆瓦/时。

我们对节能的定义包括了更低的开关损耗；在可满足需求及提升效能范围内降低电源效耗(Vcc/Icc)；提升电源管理效率；管理大型系统能源网络或管理电池寿命；使用绿色能源；减少实际消耗物料(如芯片封装、硅、金属或塑料等)；以及产品微型化，梅润平说。

以实际应用来看，许多电子装置都可受益于更先进的技术，如改进车内网络也能达到节能效果。举例来说，透过采用更先进的通讯协议如Flexray，车体内的每条传输线便能传输更多数据，估计每辆汽车可因而节省达30公斤重量，而所减少的重量可协助每公里减少1.5g的二氧化碳排放，梅润平说。

另一个例子是目前正急速成为显示主流的液晶电视(LCD TV)。他指出，传统上采用冷阴极管(CCFL)背光的设计可发射出顶级的白色光，但由于必须显示匀称影像，因此每画素的色彩都必须过滤并进行亮度调整，绝大多数的光便因此被浪费掉了。

为此，该公司采用了2D色彩调光技术，首先分析影像讯号，仅在需要的地方及时间，才会由LED以所需的色彩和强度发射光。以40?家壕У缡游?例，这种技术据称可使整体功耗节省50%。“若以全球10%电视采用该技术来计算，大约可为全球节省39兆瓦/时的能源，”梅润平表示。

“不仅仅是个人或家庭应用，包括照明、数据中心等各种应用在内，半导体正在协助这些产品节省能耗，”他以40?家陨系拇笮鸵壕У缡游?例指出，通常大尺寸电视会消耗很大功耗，而该公司的高压逆换器则可协助节省50W左右的功耗。

今天的半导体产品在设计时必须考虑到能耗、能效、电源管理、节能等因素，以便为产品设计者与制造商带来更多优势，但更重要的是，半导体业者藉此展现出对环境保护的责任，这将是未来电子产品的发展原则，梅润平说。