能源危機和半導體技術
數字技術已成為現代社會人們工作或生活中不可或缺的一部分。數字系統消費的電能日益增加。例如,2006年美國服務器和數據中心消費的電能達510億度,比2001年增長了一倍。如果無所作為,那么5年后數據中心消耗的電能還將翻番。不過,通過半導體芯片和設計技術的革新,就會使電能節省一半。半導體技術節能效果十分顯著,像世界首臺采用電子管的電子計算機ENIAC重30噸,耗電200kW,而今天具有同樣功能的半導體計算設備,小到可放在手心里,重不過幾克,耗電不足1W。
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在美國交通能耗約占其總能耗的近三成,而交通工具包括飛機、汽車和火車的增效和節能也都離不開半導體芯片。一輛高檔轎車配置的電動駕駛、引擎控制、防撞系統、通信導航、視聽娛樂、速度調節、輪胎壓力控制、車內冷暖供應、空氣清新等功能,使用戶進一步獲得安全、經濟和娛樂的享受,同時更加節油和改善環境,這些無一不使用到芯片,用于傳感、處理和存儲,有些車使用的微處理器已有百個之多。電子設備所占汽車成本日益提高,目前已達25%左右,汽車電子成為電子業開拓未來的重要市場之一。
電動汽車和混合燃料汽車更需半導體技術,車用電壓的改變,能源IC的大量應用,以及對它們的研究開發,相比傳統車將對節能做出更大的貢獻,并使二氧化碳的排放量減少30%以上。此外,通過通信和計算技術的進步,使得居家辦公成為現實,美國現已有近400萬員工居家上班,這可使每年節約8.4億加侖汽油、節電100億度、減排二氧化碳1400萬噸。
居民用電
居民用電在美國占全部用電的三分之一,用量很大,但據預測,未來10年美國家庭數量將增長11%,而用電僅增加6%。原因也在于使用了半導體技術。照明用電是家庭用電之一,由于照明革新,采用半導體LED取代傳統照明,將使耗電量減少21%。同時,居民用電中的備用電源也是很費電的,無繩電話和越來越多的先進家電都有備用電源,且往往晝夜工作,因而據調查,美國備用電源竟占其家用總耗電量的5%~10%。
智能大樓在前幾年還不過是個夢想,可如今已成現實。智能大樓的能源智能化,使用微處理器控制家用電器及供暖、空調設備等。大量的傳感器用以控制許多有關設備,保證居民節電和安全。智能家庭還可使居民于任何地方通過聯網的電腦或個人數字助理來無線控制家中所有的電子設備。
美國最近在復蘇經濟的一攬子經濟刺激計劃中,就有430億美元款項是專門用來發展智能電網和先進電池產品,提高用電效率以及開發可再生能源等,可見美國政府對能源危機問題的重視程度。
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