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电动汽车的“大脑” | 新能源汽车专题(5)

 一分钟扯碳 2022-10-28 发布于广东

新能源汽车第一步是电动化,

第二步将是智能化。

智能化+电动化,

未来智能电动汽车将成为主流产品,

为消费者带来极致的出行体验。

其中所需的关键应用发展,

包括语言识别,手势识别,

环境感知系统,

AI 智能算法无人驾驶等等

都将依托于核心芯片。

随着汽车电动化智能化的推进,

汽车产业对高端芯片的需求

将会大幅度增长。

中国汽车工业协会数据显示,

传统燃油车所需汽车芯片数量

为600-700片/辆;

而电动车所需的汽车芯片数量

将提升至1600片/辆;

如果是更高级的智能汽车,

对芯片的需求量将提升至3000片/辆。

半导体芯片的制造,

从原材料到成品大约需要三个月的时间,

在这个过程中大量的水和电能被使用,

还使用了相当多种类的高纯、特殊气体,

这些气体中有的全球增温潜势(GWP)

值高达万倍,

间接导致大量二氧化碳被排放。

2020年10月,

哈佛大学的Udit Gupta发表的论文预测,

未来计算机将无所不在,

其对环境的影响也是。

到2030年,信息及计算机技术

将占据全球能源需求的20%。

在过去几年,

台积电的温室气体排放量

已超过汽车巨头通用公司的排放量。

彭博社的数据统计,

台积电2017年的碳排放量为600万吨,

2019年为800万吨,

2020年为1500万吨,

平均每片芯片会排放0.59kg二氧化碳。

韩国三星电子公司,

仅次于台积电。

2020 年排放了大约1290万吨二氧化碳,

平均每生产一片芯片会排放0.53 kg二氧化碳。

台积电的用水量在过去十年中增长了近5倍,

光2019年就消耗了6300万吨水,

可以填满整整79000个完整的奥运会泳池。

在2021年台积电就使用了全台湾近5%的电力,

预计在2022年将上升到7.2%。

英特尔 2019 年的用水量是福特汽车的三倍以上,同时工业废物也是后者的两倍以上。

在COP26期间,

半导体行业碳排放问题也备受关注。

各大芯片制造商也开始采取措施。

英特尔承诺到2030年

100%的能源来自可再生资源。

台积电宣布希望到2050年实现净零排放,

并设定了到2030年,

全公司范围可再生能源使用率达到40%的目标。

三星提出优化工艺,

获得碳测量标签,

目前,三星已经有14种半导体产品

获得了碳信托基金的认证。

并表示,已为其美国、欧洲和中国的所有业务

使用了100%可再生能源。

据估测, 三星公司获得认证的五款碳足迹芯片

从发布到 2021 年 7 月,

所减少的二氧化碳排放量约为 68 万吨。

此外,

三星公司LPDDR5五代低功耗双倍数据率

同步动态随机存储器

已经开始生产运行。

目前以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为代表

第三代半导体行业正在开启发展加速度。

第三代半导体具备

耐高温、耐高压、高频率、大功率等优势。

相比硅器件可降低50%以上的能量损失,

并减小75%以上的装备体积。

而且半导体

还有助于提高汽车的功能效率,

例如在发动机具有特定模式的汽油消耗方面,

半导体有助于调节

发动机和汽车内部正在发生的某些事情。

汽车能耗排名第一的是诸如座椅加热,还有汽车驱动功能,例如动力转向,防抱死系统,电子稳定程序。这些都可以靠芯片更智能的算法来降低能耗。

     汽车哪些功能可以靠芯片技术减排?

这一颗小小的芯片不仅能降低自身碳排放,

还能降低汽车使用过程中能源消耗,

更节能低碳。

是助力社会节能减排

并实现“碳中和”目标的重要发展方向。

向上滑动阅览参考文献

[1] 国际清洁交通委员会,驱动绿色未来:中国电动汽车发展回顾及未来展望[R], 2021-01.

[2] The Chip Industry Has a Problem With Its Giant Carbon Footprint[EB/OL],https://www./global-economics/the-chip-industry-has-a-problem-with-its-giant-carbon-footprint

[3] Gupta U , Kim Y G , Lee S , et al. Chasing Carbon: The Elusive Environmental Footprint of Computing[C]// 2021 IEEE International Symposium on High-Performance Computer Architecture (HPCA). IEEE, 2021.

[4] The global chip industry has a colossal problem with carbon emissions[EB/OL], https://www./2021/11/03/tsmc-samsung-and-intel-have-a-huge-carbon-footprint.html

[5] 杨小波. 低碳经济下半导体企业的应对策略[D].苏州大学,2011.

[6]张梦莹. 中国电子信息制造业出口贸易碳转移及产品碳足迹研究[D].北京理工大学,2018.DOI:10.26948/d.cnki.gbjlu.2018.000916.

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