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2022年11月1日 星期二

電池研究

資料來源:MURATA Manufacturing(村田製作所)

20240319 官民合作進軍綠能產業:大立光投資4.5億與工研院成立萬溢能源
鋰電池是3C移動電子產品、電動車輛、以及儲能系統的核心關鍵,市場需要充電速度更快、壽命更長的電池,目前先進大廠、研究機構都致力於開發創新電池材料。因此,大立光投資4.5億元,與工研院團隊合作成立子公司萬溢能源,要開發全球最快充電的鋰電池負極材料,5分鐘即可充飽電。預計2026年產能即可到600噸,搶攻全球電動車及儲能市場千億美元商機。

根據麥肯錫顧問市場調查,預估2030年全球鋰電池市場產值將高達4500億美元。經濟部產業技術司近5年已投入10億元科研經費,鎖定快充電池、固態電池、綠色低碳製程等三領域研發,協助業者商業利用。

大立光過去在材料研發已有基礎,此次成立萬溢能源,主要看準高容量動力電池市場。有別於傳統鋰電池石墨材料(負極材料)充電需2至4小時,萬溢主要的核心技術為鈮酸鈦(TNO)負極材料,可讓鋰電池5分鐘就充飽電,且壽命高達20年,這可以滿足快充巴士、儲能系統、混合動力車、堆高機及無人機等市場的需求。

大立光總經理黃有執解釋,主要是看好鈮酸鈦負極材料快速充放電的特性,二方面則是公司總裁林耀英本身也是學化工出身。黃有執預計今年就可建立鈮酸鈦材料試產線,初期產能目標24噸,2026年要放大到600噸,供貨給國內外各大電芯廠使用,提高市場滲透率[5]。

台灣政府終於正視產業的根本,能源,沒有能源什麼都不用談,電池做的好,台灣的終端產品才有未來,手機、筆電、電動車等產業才能有效發展。臺灣的電池產業應該要垂直上下游,效仿台積電,不求快,但求穩健進步。

20230704 鋰電池的研發歷史
鋰離子電池(鋰電池)之優勢為輕量化高能量密度,因為鋰是最輕的金屬,且又為元素週期表上第一族之元素,有著相當高的電化學反應活性。相較於傳統的鉛酸及鎳氫電池,以鋰離子及電子作為電池內部導通的電池,具有顯著的優勢。因此,廣泛地使用於行動裝置、電動車、及儲能系統。

第一個鋰電池雛型是由Whittingham於1970年所提出,當時是以鋰金屬作為負極材料,而以金屬硫化物作為正極材料。由於鋰金屬的活性,電池相當容易燃燒爆炸。

在2019年,瑞典皇家科學院宣布該年度諾貝爾化學獎,表彰3位傑出科學家在鋰電池研究的安全化提升貢獻,而Goodenough與來自英國的Stanley Whittingham以及日本的吉野彰,共同獲得此殊榮。Goodenough改用金屬氧化物作正極材料,添加鈷、錳等金屬,一方面改善電池安全性,同時也大幅地增加電池能量密度,並建立目前最廣泛使用正極三元鎳鈷錳(NCM)材料的原型。日本學者吉野彰的貢獻在於,使用石墨碳作為負極材料,取代鋰金屬,更進一步改善電池安全性,並增加電池充放電的壽命[4]。

一個新技術的成立往往需要無數的研發人員一起齊心共力,如今華人再創造新技術時,是否有任何之處值得稱讚呢?

20221212 鴻海的電動車之電池佈局;美國製造再度吸星全球製造業。
對電動車而言,電池相當重要。鴻海已嗅得此商機並開始展開佈署,正透過其代工、組裝、轉投資、生產等優勢,打造電動車之產業鏈。目前正以透過碩禾旗下「芯和能源」的電池進行「電池芯」開發[2][3]。鴻海的布局策略可看到:台灣研發、大陸生產、美國生產組裝製造等布局;然而,此布局策略呼應美國拜登政府所強調之美國製造。有趣的是,多年前製造由美國移出而前往日本、台韓、中國;但是,如今風水輪流轉卻又移回美國。美國人的算盤,似乎有點反覆。歸根究柢就是美國政府為兩大黨民主、共和所輪流執政,沒有一至的發展路線所導致的。何奈,美國仍為全球的政、經、軍強權霸主,緊緊的掌握各國重要企業,全球重要企業公司都需聽從美國安排。導致一句美國製造,全球企業紛紛響應。從鴻海到台積電皆可推曉一二。

然而,這對台灣有何好處呢?台灣能夠須能強化全球整合、風險布局等能力。此外,如何做好全球人才管理可能是台灣要真正需要省思的?台積電、鴻海無疑已經先走在台灣的前端,正試著摸索可行之路。

20221101 誰掌握電池,誰就擁有行動的能力;固態電池韓國三大廠正積極發展!
固態電池與鋰電池(液態電池),兩者可由名稱知道其差異。如今韓國三大廠LGESSamsung SDI、SK On正全力投入固態電池開發[1]。台灣若想投入電動車市場、能源市場,不得不趕快為此有所布局。

否則關鍵元件掌握在他國手上,將來必定受限於人。材料電池是未來能源趨勢之一,如何有效節能、電能擴充性佳、低汙染、可重複使用率高皆是重量考量點之一。固態電池技術雖然已存在多年,不過仍未能大規模量產。

固態電池的優勢是比鋰電池密度更高 ,能量密度將會是現時鋰電池的兩至三倍,而且固態電池解質相較於目前普遍使用的電解液更穩定性,提升了電池的安全性。將會手機與平板電腦都改用固態電池的話將將產品設計可更薄之餘續航力會大大提升,而充電時間會更比現時更短。

Key:
  • 台灣電池現況
    • 大立光投資4.5億與工研院成立萬溢能源
    • 鴻海於美國俄亥俄州附近籌設電池模組產線,就近供應電動車工廠生產
      • 研發基地:
        • 轉投資碩禾擔綱供應關鍵零件電池芯要角。碩禾旗下芯和能源在台灣新竹湖口研發
      • 生產基地:
        • 中國江蘇鹽城,月產能約200至300噸;2023年重慶擴廠,電池芯月產能有望上看2,000噸
      • 組裝基地:
        • 俄州工廠不僅生產電動車,也包括電池包,本來就幫特斯拉BMW做電池包,「電動車組裝廠在哪裡,電池包廠就要在哪裡」必定策略
      • 鴻海:台灣研發、大陸生產、美國組裝製造
  • 鋰電池(液態電池)
    • 在電池市場中的佔比最高,擁有輕量化、能量密度高、效能好等優點
    • 多用於智慧型手機、電動車、儲能系統等產業
    • 鋰電池中的液體電解質雖能傳導電子,但如果受外部壓力、溫度等影響,就可能會有起火風險,如近來電動車發生的火災案例,起火原因大多都與電池中的液體電解質有關
    • 金屬氧化物作正極材料,添加鈷、錳等金屬,一方面改善電池安全性,同時也大幅地增加電池能量密度,並建立目前最廣泛使用正極三元鎳鈷錳(NCM)材料的原型
    • 使用石墨碳作為負極材料,取代鋰金屬,更進一步改善電池安全性,並增加電池充放電的壽命
      • 有別於傳統鋰電池石墨材料(負極材料)充電需2至4小時萬溢主要的核心技術為鈮酸鈦(TNO)負極材料,可讓鋰電池5分鐘就充飽電,且壽命高達20年。
  • 固態電池
    • 固態電池的優勢是比鋰電池密度更高 ,能量密度將會是現時鋰電池的兩至三倍
    • 採取固態電解質,不僅克服液態電解質漏液風險,且固態材料擁有能量密度高、穩定等優點,較耐衝擊、不易起火,加上固體電解質可從物理上阻斷正極、負極,因此固態電池不須使用隔離膜,結構可以比既有電池更簡單
    • 固態電池須克服鋰離子在固態介質內游動較慢的問題,以及固態電解質材料成本、研發難度較高
    • 新一代電池技術的研究、開發都需要很長一段時間,預計將迎合2030年電動車正式普及的時機,推出固態電池等新一代電池
    • 固態電池商用化時間約落在2025~2030年
    • 高分子系固態電池
      • 高分子薄膜可以取代隔離膜,且用剪刀剪斷電池也能正常運轉,安全性相當高
    • 硫化物系固態電池
      • 能量密度可達900Wh,充放電次數可超過500次
Reference:
[5][20240313]大立光攜工研院 推快充鋰電池材料
https://www.chinatimes.com/newspapers/20240313000503-260110?utm_source=iii_news&utm_medium=rss&chdtv
[4][20230704]紀念鋰離子電池奠基者John Goodenough
[3][20221212]鴻海攻電池 串聯台美中
https://udn.com/news/story/7240/6831699
圖/經濟日報提供

鴻海集團規劃於美國俄亥俄州工廠附近籌設電池模組產線,就近供應電動車工廠生產,轉投資碩禾擔綱供應關鍵零件電池芯要角。碩禾旗下芯和能源在台灣研發報捷,已開始送樣,預計明年(2023年)在大陸重慶擴產,再送往美國給鴻海,透過台、美、中大串聯,完成鴻海電動車供應鏈最後一塊拼圖。

碩禾高層透露,芯和能源目前研發中心位於新竹湖口,生產基地則在大陸江蘇鹽城,月產能約200至300噸。因應鴻海未來龐大電動車關鍵零組件需求,芯和能源日前已完成增資,並將募集的資金用於增設重慶廠。

芯和能源重慶廠預計明年底完工,後年開始投產,屆時電池芯月產能有望上看2,000噸,較現有產能激增十倍。碩禾表示,電動車是未來市場趨勢,芯和能源深耕電池芯領域多年,目前已開花結果,該公司前三季已達損益兩平,估計第4季小幅獲利,明年期盼能顯著貢獻母公司獲利。

鴻海副總暨產品長蕭才祐表示,鴻海俄州工廠不僅生產電動車,也包括電池包,電池包已經在俄州工廠有生產線,電池芯可從別的地方做好再運過來。由於鴻海集團本來就幫特斯拉BMW電池包,因此,電池包技術對我們來說不難,由於電池包既大又重,「電動車組裝廠在哪裡,電池包廠就要在哪裡」是必定的策略。

目前規劃在美國設立20GW(10億瓦)的產能,不可能組裝電動車,卻不搭配電池,因此電池包就是組裝廠要自己做。

蕭才祐指出,集團電池芯目前正處於送樣階段,希望2024年量產,相關進程符合碩禾高層透露的訊息。

蕭才祐強調,電池化學主要製造過程是先把化學調好,後端製程很像半導體,然後拉出一片一片(電池芯),再一層一層疊上去,這個過程若是可以穩定,接下來就可複製到美國。

[2][20221212]鴻海集團布局電池關鍵材料 站穩腳步
https://udn.com/news/story/7240/6831704

碩禾以太陽能導電漿料起家,2010年至2015年曾叱吒風雲,技術與成本優勢讓杜邦、賀利氏等國際大廠同業都吃足苦頭,成為台灣之光,股價更一度攻上905元天價。隨著太陽能市況反轉,碩禾本業轉淡,如今透過轉投資芯和能源十多年來的努力,重新在電動車關鍵電池芯材料站穩腳步,要再創另一個台灣奇蹟。

碩禾之所以能在電動車電池芯領域再度找到舞台,不僅投資芯和能源掌握電動車上游電池芯關鍵材料,同時也在2018年透過參與負極材料廠榮炭私募,與鴻海、富邦金同時成為榮炭股東,芯和榮炭也會彼此合作與交流,藉此加速開發適用於電動車的電池芯產品,藉由集團資源串聯,能量更大,也更能發揮「1+1大於2」的效果。

碩禾透過轉投資子公司掌握電動車電池材料相關專利與產能,去年成功吸引鴻海集團入股,未來鴻海電動車市場版圖做大後,碩禾也將受惠最大。

[1][20221101]固態電池技術爭霸 三大韓廠各自出招
隨著電動車電池陸續普及,電動車電池安全問題越趨重要,而相對其他電池來說,較耐衝擊且不易起火的「固態電池」,其技術發展、商用化進度備受關注,如南韓三大電池業者都在開發固態電池,盼能搶先拿下技術領先地位。

南韓三大電池業者樂金能源解決方案(LGES)、三星SDI(Samsung SDI)、SK On為確保未來競爭力,正加快開發固態電池的腳步。據韓媒IT Chosun消息,南韓三大電池業者預期,固態電池商用化時間約落在2025~2030年

目前,鋰電池在電池市場中的佔比最高,擁有能量密度高、效能好等優點,多用於智慧型手機、電動車等產業。然而鋰電池中的液體電解質雖能傳導電子,但如果受外部壓力、溫度等影響,就可能會有起火風險,如近來電動車發生的火災案例,起火原因大多都與電池中的液體電解質有關。

相較之下,固態電池就如其名,採取固態電解質,不僅克服液態電解質漏液風險,且固態材料擁有能量密度高、穩定等優點,較耐衝擊、不易起火,加上固體電解質可從物理上阻斷正極、負極,因此固態電池不須使用隔離膜,結構可以比既有電池更簡單。

雖說固態電池技術優點多,亦是許多電池業者青睞的電池技術,但固態電池須克服鋰離子在固態介質內游動較慢的問題,以及固態電解質材料成本研發難度較高,因此也不全是優點。業界相關人士分析,新一代電池技術的研究、開發都需要很長一段時間,預計電池業者將迎合2030年電動車正式普及的時機,推出固態電池等新一代電池。

而LGES日前於綠色商務週(GBW 2022)中發表新一代電池發展藍圖,規劃2026年商用高分子系固態電池、2030年商用硫化物系固態電池。高分子系固態電池的特色是,高分子薄膜可以取代隔離膜,且用剪刀剪斷電池也能正常運轉,安全性相當高;而硫化物系固態電池的能量密度可達900Wh,充放電次數可超過500次。

據韓媒東亞日報消息,LGES為能加快技術發展腳步,積極與各國知名大學合作,除了韓國科學技術院(KAIST)、美國聖地牙哥加利福尼亞大學之外,LGES也攜手德國明斯特大學的電池研究中心、德國國家研究機構亥姆霍茲研究所明斯特分部(Helmholtz-Institute Münster;HI MS),共同營運研究中心。

三星SDI也積極開發固態電池。自2022年3月起,三星SDI於南韓水原SDI研究所建設固態電池試產線,約2,000坪規模。據悉,在南韓3大電池業者中,三星SDI是第一個製造固體電池試產線的公司。此外,三星SDI也是南韓三大電池業者中投入最多研發費用的企業(2,538億韓元),其次依序則是LGES(1,836億韓元)、SK On(477億韓元)。

此外,SK On也為開發固態電池技術尋求外部合作。2022年1月開始,SK On與美國喬治亞理工學院合作,一同開發新一代固態電池。SK On也投資美國固態電池新創業者Solid Power,投資規模約350億韓元。

2022年8月24日 星期三

全球減碳大計,台灣沒理由缺席!

資料來源:經濟部中小企業處

[20220928]  台灣的企業領頭羊:台積電、聯發科響應全球減碳大計
台灣兩大科技龍頭台積電、聯發科紛紛響應2050年淨零碳排計畫。台積電最早率先支持[6],而聯發科再今天也宣布集團規劃的時間表,更要求在2021年的晶片要比一年的晶片降至23%能耗[7]。如此一來,配合政府,全台企業將會逐一動起來,共商減碳大計。

[20220921] 新唐科技的倡導工業5.0及綠能科技,展示出一系列可能方案
新唐科技有自己的一套高效能源機制,並倡導工業5.0與綠能科技[5],立意良善。並提及新能源領域,將著重於電池管理系統與高效能馬達應用,因此展示工業用與車用電池管理系統、伺服器電源、超薄/極小尺寸用於手持式裝置的MOSFET方案、風扇馬達設計方案、豆漿機設計方案。可知該公司對能源方面有不少琢磨,新塘能見到未來此一趨勢而投身研究,實屬不易。政府對綠能可以多做什麼事情呢?

[20220919] 光寶的減碳大計與主動碳化縮減方式。我們只有一個地球,節能減碳刻不容緩。
台灣現在不只三大電信商(中華電、遠傳、台灣大)有各自減碳措施,現在部分台廠如光寶等,也有自己的一套減碳大計[3],預計靠微型電網來儲存電力方式來降低尖峰時刻用電,概念是本身省一點點電,就是幫助整體系統提升省電的效益。

除此之外,目前國外研究還設想將空氣中的二氧化碳降低,利用所謂的「碳捕捉」(carbon capture)、「碳封存」(carbon sequestration)方式,將二氧化碳捕捉後埋入深達好幾公尺的土中,讓大自然分解回收再利用[2]。

整體而言,減碳是未來各行各業的一種新趨勢,我們能把握的就只有目前這個地球而已。而台廠也可以盡早設計減碳產品,以符合整題環境所需。這是一個龐大的商機,誰先進入市場,掌握技術,誰就有辦法料敵機先,奪得商機。

[20220824] 減碳大計,我們只有一個地球:受景氣引響而暫時放緩
地球上的人們終於意識到我們只有一個地球,紛紛採取減碳大計。但是受到中國景氣放緩、及美國資金緊縮影響,導致能源技術新創融資變少[1]。投資人變得保守就連多數國家也是,不過計畫是長期的,目前只是放緩觀察,相關技術仍持續進行,未來仍值得注意。

Reference:

[8][20221026]淨零碳排蔚為趨勢 「永續」成PCB年度關鍵字

近1~2年各界淨零碳排趨勢形成,能源轉型顯然成為全球不可擋的趨勢。自2016年起,蘋果(Apple)率先加入國際非政府組織The Climate Group碳揭露計畫(Carbon Disclosure Project;CDP)所主導的全球再生能源倡議「RE100」,帶頭為企業淨零水池投入第一顆小石子,促成企業減碳漣漪。

台灣電路板協會(TPCA)指出,ESG已成為全球趨勢,除產業全力投入各項永續淨零措施外,2022 TPCA Show亦全力推動低碳會展,2022年共有超過66項以上具體作為,以「環境」(E)、「社會」(S)、「公司治理」(G)三大架構出發。

TPCA在永續、淨零碳排趨勢上迄今已有13年經驗,同時高達82%與會的廠商自主宣告攤位設計呼應淨零碳排趨勢,並導入綠色裝潢設計,TPCA強調將戮力推動節能減碳理念,持續將ESG基因導入此國際展會。眾所周知,PCB產業是電子工業之母,台灣PCB產業製造實力居全球之冠,卻數度被外界視為高污染的科技產業,因此PCB供應鏈亦開始重視ESG。

20世紀末至21世紀初,台灣PCB產業起飛,超過新台幣百億元營收的企業比比皆是,不過PCB逐漸邁入成熟產業,各界不免思索「獲利之後,會是好的產業嗎?」加上受疫情、氣候變遷影響,企業對ESG觀念逐漸熟識,以軟板起家的臻鼎以及生產中低階硬板泰鼎,皆將「永續經營」、ESG納入重要策略考量。

軟板大廠台郡9月上旬也正式加入RE100,成為全台第一家PCB廠進入RE100。台郡表示,主要希望透過確立綠電使用目標,帶領集團在目標期程內完成能源轉型,同時將碳管理目標下達供應鏈,完善集團碳管理。

IC載板龍頭欣興近年在ESG方面也著墨甚多,由於PCB在製造過程中會產生固體廢棄物及高濃度廢液,這對環境產生相當危害,欣興在廢棄物貯存、清運及處置均設有嚴格的機制,同時在廢水處理效益上,也能看到每單位營收的排放強度持續降低中。

面對大環境進2年多端變化,市場需求不斷改變,高功能性、綠色環保與循環特性的材料已為發展趨勢,目前台系PCB大廠多數認同環境保護、社會責任和公司治理組成的ESG概念,所以從用電、原料、製程,都朝著節能、省電的方向發展,進而達到高值減碳。

[7][20220928]聯發科實踐永續 晶片平均降低23%能耗
聯發科實踐永續 晶片平均降低23%能耗 (digitimes.com.tw)

為減緩溫室效應所造成的氣候變遷,並響應全球淨零碳排倡議,聯發科董事會及企業永續發展委員會日前通過於2050年達到溫室氣體淨零排放重大目標,規劃逐步減低碳排放總量,體現聯發科的永續行動力,朝向零碳排放邁進。此外,聯發科產品開發上也強化低功耗設計,2021年提供的晶片前一年度平均降低23%的能耗比率。

聯發科在半導體產業鏈中位於最前端的晶片研發設計,屬於低碳排無製造工廠的產業。因應氣候變遷與極端氣候帶來的衝擊,聯發科透過「綠色設計」、「節能減碳」及「供應鏈永續管理」三大面向,積極推進淨零時程,預定2030年達成全球集團辦公室電力使用100%再生能源2050年達到溫室氣體淨零排放目標。

聯發科集團營運遍布亞美歐三大洲超過50個據點,針對組織內外營運所排放的溫室氣體,訂定系統性藍圖及淨零路徑,具體行動包括建置新式節能資料中心、改善辦公區及設備節能管理、自建屋頂型太陽能電廠、搭配綠電採購計畫等。

同時從產品生命週期源頭導入對環境友善之綠色設計,精進產品能耗、減少產品體積,並將碳管理延伸至供應鏈夥伴,由內而外引領價值鏈實踐綠色營運。

聯發科副董事長暨執行長、企業永續發展委員會主任委員蔡力行表示:「聯發科為全球IC設計創新技術的推動者,我們深切體認對全球環境的責任及承諾,持續執行相對應的低碳永續作為,也期待發揮產業供應鏈的影響力,在追求環境永續的路上持續邁進,守護地球家園。」

聯發科致力於綠色創新,在晶片設計階段將環境納入考量,藉由省電及產品體積微小化設計打造高能效晶片,降低消費者使用電子產品時的耗電;2021年提供的晶片較前一年度平均降低23%的能耗比率,節省的電力可供應台灣地區約17萬戶家庭1年的用電量。

此外,為響應政府綠電政策與聯合國氣候變化大會COP26減碳目標,聯發科完成ISO 14064溫室氣體委外查證,並獲得ISO 50001能源管理系統認證,同時帶動供應鏈夥伴,已連續2年達到碳排強度至少下降2%的目標。

聯發科也入選海外指標性的永續性指數之列,包含MSCI台灣ESG領導者指數富時社會責任新興市場指數成分股、台灣永續指數成分股及台灣友善環境指數等,說明公司在環境構面的治理成果深獲投資人肯定。

[6][20220922]台積電動見觀瞻 能源效率成顯學
(Daily Issue)台積電動見觀瞻 能源效率成顯學 (digitimes.com.tw)
在過去15年中,半導體能源效率每2年提升1倍,台積電5奈米功耗為28奈米7%,5奈米更可節電83%,3奈米效能還會更好。台積電將與應材、ASML等供應鏈合作,持續落實節能目標。據估算,台積電每用1度電生產,可為全球節省4度電

[5][20220921]擁抱工業5.0與綠能科技 新唐鎖定工控晶片新商機
https://www.digitimes.com.tw/tech/dt/n/shwnws.asp?utm_source=DailyNews&utm_medium=Email&utm_campaign=DT_UTM&id=0000645431_DRZ3Q3184ZJA1A0N0V1V9&ct=a
儘管消費電子晶片面臨庫存調整,不過,車用/工控,以及現下最熱門的綠色科技蔚為風潮,32位元微控制器(MCU)大廠新唐全面搭上「工業5.0」趨勢,鎖定智慧製造新能源領域推出晶片新產品。

新唐指出,將舉辦2022智慧工業物聯網與新能源方案研討會。由於工業5.0的觀念正在醞釀,智慧製造高效率能源應用成為革命重點,藉由物聯網、雲端運算與數據分析,將傳統生產過程轉為高度智慧化,優化生產與服務流程,這將持續為產業帶來創新解方。

新唐表示,隨著聯合國全球永續發展目標(SDGs),希望於2030年前漸進改善全球的能源使用與生產效率,「新能源」應用方案也成為各產業熱烈討論之議題。

新唐預計將展示智慧工業物聯網技術、新能源應用技術,包括如IIoT領域的IoT網關工業控制人機介面5G資料中心、雲端運算、5G智慧工廠、物聯網安全,到車用IoT連網車身控制、人機介面顯示Gerda、ToF 車內監控、語音提示相關之趨勢、技術與解決方案。另外也包括新能源領域的電池管理系統(BMS)、CSP-MOSFET 與數位電源控制MCU到馬達、變頻驅動、逆變器控制與合封晶片相關之趨勢、技術與解決方案。

新唐表示,工控物聯網技術中的終端技術IoT網關頻外(out-of-band)遠端設備管理方案、用於 5G/ Networking 的 RF-GaN 方案、DALI 燈光控制、電競燈光與風扇控制、以及應用物聯網安全技術於智慧音響,可望都有實品展示。

另包括全面的HMI人機介面解決方案,內含如TFT LCD展示、彩色聯網溫控器、冷鏈溫度記錄器、機車儀表板、汽車數據紀錄儀、以及高階微處理器等級的HDMI觸控屏幕。

新能源領域,著重於電池管理系統與高效能馬達應用,展出工業用與車用電池管理系統、伺服器電源、超薄/極小尺寸用於手持式裝置的MOSFET方案、風扇馬達設計方案、豆漿機設計方案。

[4][20220920]充電樁除了充電 還有何商機?
電動車成為全球主要國家追求未來數十年碳中和一大解決途徑,可有效減少石化燃料使用,隨著全球歐美及亞太地區電動車整體銷售量穩步提升,各式電動車充電站、充電樁設置也跟著成長。在台灣,2022年可見更多專門提供電動車的專屬充電站建置,或在大賣場停車空間設有更多電動車充電樁,提供車主購物同時可充電的有效率途徑。

[3][20220919]微電「網」住ESG綠金 光寶提前布局2025年商機

產業推動低碳永續成為趨勢,光寶總經理邱森彬表示,過去光寶已訂出逐年降低碳排放量5%目標,樂觀預期2025年前可達到碳中和的規畫,未來十年將重點發展「微型電網」,包括發展逆變器、逆變器、功率調節系統(PCS)以及儲能系統(BMESS)以及能源管理平台等新產品,預計相關產品將從2023~2024年推出。

邱森彬表示,光寶對碳權的規畫將先確保碳盤點能做到位,2022年起串聯核心供應廠商共同合作,針對供應商製程推動「節能輔導計畫」,協助供應商計算碳排放量。有了大數據後,更能解決熱點問題,同時,也將碳排放作為生產成本的一部分,若能把成本降低,將成為光寶的營運競爭力,過去14年來,推動每年訂出碳排放量降低5%的長期目標,以此樂觀預期,到了2025年前就可以達到碳中和目標。

能源產品布局方面,邱森彬指出,EV充電樁是現階段很重要的產品,但光寶針對中長期也有完整規畫,未來十年將持續致力能源,並發展微型電網,隨著電力發展多樣化,未來系統整合業者將為社區與住家整合傳統發電廠綠電業者所需電力,需要大量微電網產品,使用者能先在電價離峰時期儲存電力,並於電價高峰時段使用。光寶將推出家用儲能系統電池管理系統,預計2023~2024年將陸續推出相關產品,並預計微型電網發展將在2025年可望成形,但光寶將提前布局產品商機。

光寶科也著墨於電動車車內充電機(On Board Charger),當電力儲存到電動車電池時,需要轉換為直流電,當交流充電樁提供電力輸出,需透過車內充電機將交流電轉為直流電存到電池,在未來應用中,電動車電力可轉換為交流電一般家庭使用。

邱森彬表示,目前家用儲能系統產品的市場行情約1萬美元/套,一套價格相當於5G基地台產品價格,但長期使用的成本效應仍具競爭力,將鎖定攻入電費高昂美國、德國、日本市場,至於台灣電費是因政策干預才會便宜,但未來電費在台電虧損下將變得愈來愈貴。

雖然現在儲能領域有許多中系廠業者進行殺價競爭,1套價格僅約市面價格3成左右,也讓不少台廠面臨壓力,但光寶優勢在於產品精細度,且未來獲利模式不會靠產品低價,將透過高階應用及打造產業生態系強化競爭力。

[2][20220918]前景無窮或是大夢一場? 淺談新興碳捕捉技術
https://www.eettaiwan.com/20220912nt3x-exploring-the-prospects-and-impact-of-carbon-capture-tech/?utm_source=EETT%20Article%20Alert&utm_medium=Email&utm_campaign=2022-09-13

隨著氣候危機日益嚴峻,政府與產業界開始討論因應之道,讓「碳捕捉」(carbon capture)、「碳封存」(carbon sequestration)等技術名詞也越來越常出現。這兩種技術都是降低溫室氣體排放的方法,至少是能減緩災難性氣候衝擊的潛在解決方案,也能滿足《聯合國氣候變遷綱要公約》(United Nations Framework Convention on Climate Change)下的目標。

[1][20220824]減碳成大勢 能源技術新創融資為何減少? 全球與能源科技相關的新創,能夠獲得的投資額正在變少。根據CB Insights統計,2022年第2季全球能源科技新創,新獲得投資額約75億美元,連續2季下跌。與2022年第1季相比,減少了24%。與2021年同期相比,則下跌3%。

超過1億美元的大型投資,取得的資金量也降至45億美元,連續3季下跌。

中國能源新創2022年第2季只取得新投資3.45億美元,季減52%。與過去的最高紀錄,也就是2021年第3季的39億美元相比,相距甚遠。

雖然能源問題理應受到重視,尤其在全球碳中和的趨勢下,再加上2022年2月俄羅斯攻打烏克蘭,造成歐洲天然氣短缺凸顯能源轉型與戰略問題,應能讓足以因應能源問題的新技術,受到更多關注。

然而,美國貨幣政策調整造成的資金緊縮,以及中國經濟景氣放緩等因素,使整體新創企業獲得的投資額逐步減少,這也波及了能源新技術相關新創。

不過,全球能源新技術在2022年第2季獲取的投資額,仍比到2020年為止的季度投資額更高。
此外,能源新技術相關新創的融資案件數,在2022年第2季雖然正在減少,但仍是歷年來的第4多。

其中,與輸配電技術有關的新創投資額正在增加,高於2022年第1季,使2022年上半各家能源新創獲得的投資額,合計達到22億美元。

在1億美元以上的大型能源新創融資案,包括美國的3家新創,例如Agilitas Energy的3.5億美元、Arcadia的2億美元,以及Mainspring Energy的1.5億美元等。

此外,能源技術相關新創估值在10億美元以上的獨角獸家數,2022年第2季新增了7家,佔全球各類新增獨角獸的29%,包括美國Beta Technologies,估值24億美元,Crusoe Energy估值18億美元,以及上述的Arcadia,估值15億美元。這代表能源新技術的發展相對而言仍受重視。

2022年7月8日 星期五

太陽能研究





Reference
[1][2022-07-08]IEA:全球太依賴大陸太陽能鏈

 01:30 經濟日報/ 編譯任中原/綜合外電
https://udn.com/news/story/6811/6445136
國際能源總署(IEA)警告,中國大陸在太陽能板供應鏈的主導地位,可能減緩全球朝向乾淨能源轉型的速度。

這是IEA首度針對這個問題提出報告。IEA指出,從多晶矽到太陽能面板本身,大陸在太陽能板製造階段的全球市占率逾80%,且2025年時可能達到95%。報告也指出,全球約40%的多晶矽製造都位於大陸新疆地區

IEA表示,「到2025年時,全世界太陽能板關鍵性建構組件,幾乎都將完全依賴中國供應。任何全球性供應鏈的密集度達到如此水準,都具有高度的脆弱性」。

報告指出,由於原料商品價格上漲,及供應鏈瓶頸未解,太陽能面板過去一年上漲20%,並造成全球性交貨遲延。IEA主管畢洛爾呼籲,各國政府應致力供給多元化,以降低供應鏈脆弱性。他強調,這「不僅是一項地緣政治問題,還可能是這項重要設施的水、火之災;一旦太陽能模組供應鏈遭受干擾,將對能源轉型與能源安全造成重大影響」。

在IEA研擬的2050年淨零碳排計畫中,太陽能是關鍵要素,屆時全球33%的電力將來自太陽能。歐盟為了擺脫對俄羅斯能源的依賴,尤其重視太陽能供電;依據RePowerEU計畫,到2025年時 歐盟將裝設320百萬瓩(GW)的太陽能設施,2030年達到600百萬瓩

2022年5月20日 星期五

低功耗研究:Energy Harvester

20230810 緯穎散熱方案實力深厚,中東商機之兩相式散熱方案可望成形
浸沒式散熱有單相與兩相式:單相式透過液體降溫,需要馬達幫浦協助循環;兩相式則是自然循環,而中東於2024年興建新的資料中心AI伺服器有意採取兩相式浸沒式散熱方案。

其中,緯穎曾與微軟共同開發浸沒式伺服器解決方案,其實力備受肯定。早在2019年緯穎就與3M合作開發液冷方案,但是3M的電子氟化液是非導電,介電液是一種專利配方,掌握在3M手中,未來耗材都需向3M購買補充,入股LiquidStack可望取得自主技術(緯穎投入1000萬美金參與資料中心液冷技術領導廠商LiquidStack的A輪融資,取得一席董事席位,正式成為策略夥伴)。

其實,LiquidStack原名Allied Control (ACL),是全球最大的浸沒式液體冷卻技術公司之一,已為其最大股東Bitfury集團部署多個採用浸沒式液冷技術的超大型比特幣挖礦站[3]。

三大美系雲端服務商(CSP)的資料中心之台廠業例如下,可觀察緯穎三大美商CSP佈局有成,AWS將可望會有高成長發展。
微軟: 英業達(43.8)、緯穎(28.6%)
Meta:緯穎(58.1%)、廣達(41.9%)
AWS:英業達(41.8%)、鴻海(36.9%)、緯穎(3.2%)

20230406 台灣的液冷散熱:雙鴻與廣運獲得英特爾認證
雙鴻、廣運都已開發液冷散熱技術並陸續獲得英特爾認證。雙鴻已具有領先地位,未來有信心拿下30%至40%的液冷散熱市占率[1]。冷卻液監控主機(CDU)與水冷頭(覆蓋在處理器上方的水冷散熱片)全世界只有三家廠商通過Intel認證,廣運是唯一兩項全拿的合格供應商[2]。

一般的「冷卻水」一個櫃的成本大約七至八萬,廣運集團研發成功的介電液打七折賣,一公斤七十美元就相當有競爭力,重點是水要通過認證,水在管線裡面跑如何恆久不變質?裡面還必須添加抗凍劑、苔癬抑制劑等特殊配方。

廣運目前有三大產品線,水冷背門(每櫃20~25萬),水冷頭(每櫃100~150萬)─目前英特爾首度放入新平台技術白皮書,已通過Intel認證,浸沒式機櫃(每櫃1000萬),此外還有最重要的冷卻液監控主機(CDU),它是水冷散熱技術的根源,還有各種耗材、管線、冷卻水、介電液都是未來的發展重點。



3D堆疊晶片設計更複雜,更小的微縮製程,把晶片一層一層的堆疊起來,中間部分難以有效散熱,所以台積電認為,解決方法就是讓水在夾層電路間流動,讓水直接從晶片內帶走熱量,這是最有效的方案,這裡指的水並非一般純水,而是不會導電的介電液,實際上操作起來非常複雜且昂貴。解決晶片散熱問題將是半導體產業未來重要發展趨勢之一。[2]

20221231 塞貝克效應所但來的熱電產生器之能量守恆省思:不思善惡
今天讀到一篇文章:「能讓感測裝置擺脫電池的熱能採集技術 」[1],滿有趣的。其中有提到    

可利用熱電產生器(TEG)和其他一些電子裝置,就可以把熱能轉化為電能,還可以將之保留於儲存裝置中。TEG的基本原理是將熱流(由溫差引起)轉換為電能,非常適合體積通常非常小的低功耗嵌入式裝置。

最特別的在於學到塞貝克效應(Seebeck effect,又稱熱電效應)是在某種材料兩側之間存在溫度梯度時,電壓因此產生的過程。TEG的基本元件是p-n接面(junction),由熱電材料P型半導體和N型半導體的單結構組成,每個結構電氣串聯連接,並摻雜硼(P型半導體)和磷(N型半導體)等雜質,進而有溫度梯度產生電壓電流而自組供電。

不思善、不思惡
由「能量收集」觀察到「能量守恆」所得到的領悟:人類是一種不斷學習的動物,慢慢透過節省、再利用、化無用為有用等思維提升。以往被認知在能量轉換過程之中,所浪費的熱能,是不可能拿來使用,所以一直不斷研究高能量來源的產生,如核融合等技術。
但是,如今也開始轉向研究如何利用所浪費的熱能,化無用為有用,這不就是無有好壞的思維嗎? 「不思善、不思惡」確實為思想家用來形容一切的絕妙思維,有其獨到之處!

[1][20221227]能讓感測裝置擺脫電池的熱能採集技術
https://www.eettaiwan.com/20221227nt31-new-thermoelectric-material-has-huge-iot-potential/?utm_source=EETT%20Article%20Alert&utm_medium=Email&utm_campaign=2022-12-29

20221230 Energy Harvester之收集功率等級

今天讀了ADI的「在 IC 電源管理的新世界中,物聯網的最佳應用是什麼?」裡面有提到能量收集(Energy Harvester),其中有Engergy Generation、各Power的水平衡量與Engergy Consumption的關係。Movement Human的收集方式大概是對應1uW 功率等級,對應的Wrist Watch(腕錶)的應用。

Source:D:\Project\IOT\202205_what-are-the-best-applications-for-iot-in-the-new-world-of-ic-power-management_cn.pdf


省思:別對不懂的人,浪費唇舌,浪費掉的就是處理這些無用資料所需的能量
白費唇舌、對牛彈琴、狗咬你難道你要去咬狗、時間不等人,別浪費時間在他人身上...,以上總總,很類似今天看到很學術哲思的說法:「浪費掉的就是處理這些無用資料所需的能量」。或許,這可說是另類文言文吧。想通了,突然覺得很有趣,原來人生有一大半時間都浪費在無用的資料。但是,你怎麼能確定是「無用」呢?莊子不是有個無用之用的故事嗎? 人們的思緒真是峰迴路轉,格外有趣..
《莊子-樗樹無用》
惠子謂莊子曰:「吾有大樹,人謂之樗。其大本臃腫而不中繩墨,其小枝卷曲而不中規矩。立之塗,匠者不顧。…」
莊子曰:「…今子有大樹,患其無用,何不樹之於無何有之鄉,廣莫之野,彷徨乎無為其側,逍遙乎寢臥其下。不夭斤斧,物無害者,無所可用,安所困苦哉!」

編輯時間紀錄 20230406
Referece:
[1][20230331]雙鴻、廣運助陣英特爾 拚節能應用
[2][20210806]散熱劃時代革命─ 液冷散熱
[3][20210326]緯穎投1000萬美元 取得LiquidStack一席董事 

電子與通訊

這裡就是我的新的Blog 將以電子與通訊 做為本人研究探討之地!!
希望能夠更加了解神奇的宇宙 歡迎各位光臨 ^^"