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电子产品绿色革命的简单任务
从『头』开始省电吧!

【作者: 王岫晨】2012年12月07日 星期五

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绿色革命,一直是每一个地球公民汲汲营营想达成的事。用革命,来革除旧有的传统陋习,再用创新,来开启全新的格局。从革命到创新,一个全新的绿色前景,指日可待。


只不过,这绿色革命,看起来可是一场不好打的仗。而绿色创新,更是一条不好走的路。格什么命?创什么新?每一步,都是学问。


对一个平常人来说,绿色革命对他们的意义,可能只要动动手做环保,资源回收即可。然而对一家半导体大厂来说,绿色创新除了是对于全球环境保护的一份责任之外,更代表了该厂家技术研发的深度与实力。这使得半导体大厂将绿色创新奉为圭臬,身体力行,且彼此竞争。



图一 : 电子产品几乎都是长时间插着插头,在其非运作时间的关机与待机模式,电力却依然持续消耗。长时间下来,所消耗的电能将非常可观。
图一 : 电子产品几乎都是长时间插着插头,在其非运作时间的关机与待机模式,电力却依然持续消耗。长时间下来,所消耗的电能将非常可观。

绿色革命 从供电源头开始

众所皆知,所有的电子产品,动力的来源都是电。有了电,电子产品才能运作,因此,怎么用电能减少功耗,进而满足节能的要求,就是一门最根本的学问。近几年来,全球暖化导致气候异常,全球经济更因此蒙受庞大金额的损失,这使得全球各国纷纷加速了节能法规、标准的制订速度,并且持续扩大节能要求的范围。


恩智浦高性能混合讯号事业部资深经理张锡亮表示,在以往,节能的要求所著重的,就在于电子产品进行主要运算功能时,提高能源效率,降低能量耗损。也就是透过更优化的电路设计、更先进的制程技术,让系统执行效率更高,并减少任何可能的电力损失。


只不过,设计人员发现,尽管能源效率还能不断地提升,但增加的幅度都十分有限,系统的能源效率达到80%以上之后,经常投入了大笔的研发资源,所换得的却仅是1%的效能提升。看来,要找出更高的节能效益,还必须从别的方向下手。


既然从系统运作时的能源效率所获得的节能效果有限,研究人员也开始寻找其他还能进行的节能革命。他们发现,一般家电用品或电子产品,几乎都是长时间插着电源插头,这些装置在运作时还好,然而在其非运作时的关机模式(off mode)与待机模式(standby mode),却是依然持续消耗电力。这是因为电子产品只要插上电源,就算不开机,其电路中的电阻还是会不断让电力损耗。加上这些电子产品几乎永远不会拔下插头,长时间下来,所消耗的电能将非常可观。


在高举绿色革命大旗,如火如荼进行节能工作的今天,这样的电力损耗肯定不能被接受。因此,从供电的源头开始,降低关机与待机时的功耗,成为了绿色革命的首要任务。


降低关待机耗损是关键

欧洲是当今最为重视环保的地区,其欧盟耗能产品指令(EuP)在立法前,先行针对一般民众使用电器产品的习惯进行调查。调查的目标是插上电源之后,就不会拔除插头的电子产品。以个人计算机及屏幕为例,调查结果发现,个人计算机与屏幕在产品的生命周期当中,绝大部分时间都是处于关机与待机状态。个人计算机有超过82%的时间,是处于关机与待机状态,只有18%的时间是在被使用的运作状态中。


至于计算机屏幕则不用的比例更高,有超过85%的关机与待机时间,只有15%的时间是真正处于运作状态。使用时间这么少,关待机时间如此长,然而在关待机时间里,电力仍然不断地发生损耗。


因此,张锡亮认为,只要能好好针对关机与待机模式时的能耗进行把关,对于这场绿色革命就显得意义非凡,更能降低整体能源之使用。


将在2013年1月7日生效的欧盟EuP指令Lot 6,已经针对电子产品的关机模式与待机模式进行规范,这包括了信息设备、消费性电子产品、家电、玩具娱乐及运动产品等。这些产品的关机模式耗能不得超过0.5W,至于仅提供重新启动功能之待机模式耗能不得超过0.5W,而待机模式若包含状态显示功能,则功耗不得超过1W。



图二 : 从适配器来进行绿色革命,让能源从『头』省起。
图二 : 从适配器来进行绿色革命,让能源从『头』省起。

根据估算,每年花在笔记本电脑适配器待机耗损的金额,就高达43亿新台币。而为数众多的行动装置,其适配器的待机耗损,更达到197亿新台币。这也正是为什么各家半导体大厂纷纷打造待机或关机时功耗更低的芯片,来符合绿色革命的市场需求。


万用适配器 是理想也是挑战

不知道消费者有没有认真数过,家里一共有多少个电源适配器?现在的电子产品泛滥,特别是行动装置,如手机、平板等,消费者汰换的速度过于频繁,而几乎每买一次新手机,就会搭配一个新的电源适配器,几年下来,家里的适配器应该多不胜数了。这么多形形色色、规格各不相同的适配器,收着没用、插着耗电、丢掉又不环保,特别是在这场绿色革命的圣战中,这么多适配器,不论是制造过程的污染、使用当中的耗能,或者废弃之后的毒害,完全是令人难以容忍的一件事。


也因此,开始有消费者体认到这一点,他们问,难道不能有一种万用充电器,一个抵万个,这样,环保又省钱,制造商生产电子产品时可以免除适配器的成本、消费者购买产品时可以省下这笔花费、而产品废弃时更可以减少对于环境的危害。怎么看,都是在这场绿色革命中,一举数得的好方法。


当然,适配器要『万用』,首先必须解决的,就是各家产品不同的接口问题。特别是行动装置,各大厂均为自家产品打造了不同于别人的充电接口,这也是造成各家产品都得附带不同规格适配器的原因。目前最为通用的接口,非USB莫属,而市面上也已经有不同瓦数的USB充电器问世。中国与欧盟正极力推动USB充电器的标准化,要提高充电器的重复使用性,并减少过度生产适应器所造成的电子垃圾。


张锡亮说,万用适配器(Universal Adapter)的立意虽好,然而碍于商业利益的纠葛、以及对于产品质量的纠结,导致各家大厂对于这种绿色产品兴趣缺缺。全面采用万用适配器之后,首先最大的问题是,现有的充电器制造商全都没饭吃了。想想看,目前市面上为数庞大的电子产品,每个产品出货都必须搭配一个适配器,这数以亿计的商机,一旦成空,可能对于产业链造成很大的影响。


其次是质量的问题。目前各大厂推出的电子产品,都附带有原厂的适配器,一来免除消费者还得另行购买的麻烦,二来则是最重要的质量问题。毕竟自家的产品,质量可以自己把关。万一消费者在外所购买的适配器,瓦数不符、或者质量差,无法充电,甚至造成危害,起火或爆炸等,最后的帐都得算到自己头上。


此外,各家大厂推出自家产品时,通常喜欢顺带采用自家的接口规格,例如苹果、Sony,都是打造自有的规格,希望未来随着其产品占有率提高后,市场都得以其规格为依归。然而消费市场竞争激烈,几家大厂尽管瓜分天下,却都难以全面占有市场,多分天下的局面,导致我有我的规格,你有你的接口,市场难统一,大家也互不相让。环保放两旁,利益摆中间。


绿色革命,首先就是要革除这样的积习,尽管难度高、挑战大,但却是不得不开始进行的一项工程。



图三 : USB充电器,可重复使用又兼具环保功能。
图三 : USB充电器,可重复使用又兼具环保功能。

结语

从插上插头的那一刻开始,电力就不断地耗损。而减少功耗,与提高效能,其实就是一体两面的事。从供电端开始,让更多的电力能顺利进入系统;而到了系统端,让更多的电力能真正发挥于运算功能。


当然,除了供电端之外,在系统端,还有更多细节可让节能工程好好发挥。例如现在系统运算处理器开始走向多核心,透过优化的电路设计与先进制程,可在耗电量更低的情况下,发挥更高的运算效能。而透过更好的电源管理芯片,能让系统供电更妥当地被分配。


绿色革命,说来容易,眉角却藏在电子产品的每个角落里。透过半导体科技不断地创新设计,绿色革命的成功也将指日可待。


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