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。

目mu前qian已yi經jing有you中zhong國guo公gong司si投tou入ru到dao了le這zhe個ge標biao準zhun的de研yan究jiu，這zhe對dui我wo國guo企qi業ye而er言yan是shi非fei常chang重zhong要yao的de
，因yin為wei，如ru果guo中zhong國guo通tong信xin設she備bei企qi業ye的de產chan品pin不bu滿man足zu這zhe個ge標biao準zhun，將jiang來lai出chu口kou到dao歐ou美mei一yi些xie國guo家jia的de時shi候hou就jiu可ke能neng會hui遭zao遇yu“綠色壁壘”。

提高電網傳輸效率
womenyijingkandaolejichengdianlushixiandigonghaodezhongyaoxing
，name，weidianzijishudeyingyongduiyuquanshehuinenghaodejiangdihuiyoushenmeyangdegongxianne
？jichengdianluzaizhinengdianwangzhongdeyingyongjiushiweidianzijishuweiquanshehuijienengjianghaozuochugongxiandeyigeshili。

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。

jianshezhinengdianwangshitigaodianwangshudianxiaolvdeyouxiaoshouduan
，erdianwangdezhinenghuaduijichengdianlutichulegenggaodeyaoqiu。zhinengdianwangyaonenggouganzhixitongguozaibingnengfenpeidianli

，yifangzhixitongguzhanghuozheshiguzhangdeyingxiangzuixiao。zhinengdianwangdeyigetezhengshishiyongshuzijishu，baokuoyongzhinengdianbiaojiancediannengxiaohaoqingkuang，tongguowangluohuadechuanganqihejisuanjixitongkongzhijianxiegongzuodefadianji
，genjuxiaofeixuqiushengchandianneng，congertigaochuanshuxiaolv。zhinengdianwangdelingyigetezhengshiyunxufenbushidetidainengyuan(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%，這zhe也ye給gei集ji成cheng電dian路lu和he半ban導dao體ti功gong率lv器qi件jian提ti供gong了le市shi場chang機ji會hui。風feng力li發fa電dian形xing成cheng的de是shi不bu穩wen定ding的de交jiao流liu電dian，需xu要yao用yong整zheng流liu裝zhuang置zhi將jiang其qi轉zhuan換huan為wei直zhi流liu電dian，再zai用yong逆ni變bian器qi轉zhuan換huan為wei電dian網wang可ke以yi接jie納na的de交jiao流liu電dian之zhi後hou輸shu送song到dao電dian網wang中zhong去qu。而er太tai陽yang能neng電dian池chi發fa電dian形xing成cheng的de是shi直zhi流liu電dian，同tong樣yang需xu要yao經jing逆ni變bian器qi的de轉zhuan換huan之zhi後hou才cai能neng並bing網wang。不bu論lun是shi整zheng流liu器qi還hai是shi逆ni變bian器qi，其qi核he心xin都dou是shi功gong率lv半ban導dao體ti器qi件jian。而er分fen布bu式shi能neng源yuan在zai輸shu入ru電dian網wang過guo程cheng中zhong的de計ji量liang則ze要yao依yi靠kao集ji成cheng電dian路lu。

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fenli
，yejiushishuo
，youzhuanyedechongdiangongsixiangchezhutigongdianchizu，diandongchekeyikaidaoyigechongdianzhanzhijiegenghuandianchizu。youciyinchudeyigewentishiruhezhunquejiliangdianchizudeshijidianliang，zhiyouzuodaolezhunquejiliang
，cainengbaozhengshangyehuodongdezhengchangjinxing。erzaidianliangdejiliangfangmian，rengranshiweidianzichanyedejihui。