意法半导体：一颗碳化硅芯片可以节省一吨二氧化碳当量

半导体技术在节能降耗发挥重要作用的同时，国际国内的半导体制造企业也在全面拥抱绿色可持续的发展目标，成为减少碳排放的践行者和助力者。近日，意法半导体副总裁、可持续发展主管Jean-Louis Champseix向《中国电子报》等媒体分享了半导体企业践行可持续发展的思路，包括支持电动汽车等有利于减少碳排放的应用、对碳化硅等产品实施碳足迹和碳手印评估，以及将碳中和融入企业的客户关系、投资战略等发展策略中。

长期以来，意法半导体的业务增长点聚焦在智能出行、电源与能源、物联网连接等领域，并基于开发支持服务和技术创新，支持电动汽车、家庭和楼宇节能等对减少碳排放有促进作用的应用。

数据显示，公路运输约占全球二氧化碳排放量的15%，纯电动汽车、插电混动汽车、混动汽车、48V轻混汽车分别能够实现100%、50—75%、20—30%、15—20%的二氧化碳减排。意法半导体基于在车载充电器、电源转换器等领域，尤其是 DC-DC直流变压器、电驱系统逆变器、混动汽车高压系统等领域的技术积累，助力释放电动汽车对减少碳排放的促进作用。

住宅、商业照明、暖通空调和电器占据总用电量的50%以上，高效电源转换器以及智能化技术的采用，有望显著减少家庭和楼宇的能源消耗。以洗衣机为例，利用边缘AI技术进行衣物称重，再配合先进的电机控制算法，可以减少水和洗涤剂的用量，并降低启动电流，使一次衣服洗涤实现15—40%的节能。

同时，意法半导体还采用生命周期评估方法，对所生产的半导体产品进行碳足迹与碳手印的计算和公示。比如每个MEMS器件的工业碳足迹（从开发到出厂产生的碳足迹）为64克二氧化碳当量，使用阶段碳足迹为15克二氧化碳当量。由于意法半导体生产的MEMS具有内置AI和唤醒功能——例如用于智能手表传感器时，可以实现感测到手腕运动才点亮屏幕——这种使“周边系统节省的电能”可以换算为-22g二氧化碳当量的碳手印。因此，以十几年的生命周期来看，MEMS是一种总体功耗很低的产品。

碳化硅，是典型的需要结合工业碳足迹和使用阶段碳足迹综合评估的半导体产品。从制作工艺来看，制造一颗碳化硅芯片将产生22000克二氧化碳当量，是一种高能耗的技术。但是，在整个生命周期内，一颗碳化硅芯片基本上可以节省一吨二氧化碳当量。相比之下，制造碳化硅芯片所产生的22千克碳当量可以忽略不计。

Champseix在接受《中国电子报》采访时表示，制造碳化硅的碳足迹是传统硅基技术的两倍多，一些企业不敢入局碳化硅或者停止开发碳化硅的原因，就是担心制造碳化硅会对企业实现碳中和带来压力。但考虑到碳化硅器件的生命周期，碳化硅和氮化镓为用户和环境带来了积极影响。数据显示，使用碳化硅器件为电动汽车充电12年，可以节省2000多美元的充电成本。意法半导体正在以宽禁带半导体全生命周期为器件设计的着眼点，整合供应链伙伴一道优化碳化硅的设计和制造，以进一步提升碳化硅对可持续发展的贡献。

“碳化硅和氮化稼器件生命周期长，常常应用于设计长寿命的终端产品。我们的宽禁带产品生命周期一般在二十年以上，因此在设计长生命周期的产品时，必须考虑在产品使用阶段的碳排放问题。我们整合了碳化硅供应链上下游，有信心找到创新的解决方案，让碳化硅技术变得更加绿色环保，进一步降低碳足迹。”Champseix向记者表示。

可持续发展还融入了意法半导体的企业战略。Champseix表示，意法半导体在2027年实现碳中和方面进展顺利，预计到 2025 年达到巴黎气候公约 COP 21（第二十一届缔约方会议）将气温升幅限制在工业化前水平1.5 °C 之内的目标。截至目前，意法半导体的可再生电能占比已经达到了62%，预计2027年100%使用可再生电能。为此，意法半导体将太阳能电池板列入资本支出，并投资风力发电，已经在2022年提前实现了能源效率比2016年提高20%的目标。

在客户关系方面，意法半导体与客户分享产品在整个产品生命周期的温室气体排放和用水量等相关信息，并帮助客户及其终端用户寻找减排解决方案。

“我们参加了一个大客户——苹果公司的清洁能源行动计划，意法半导体是第一批参与该计划的半导体公司。多年来，我们提供给苹果的产品采用100%可再生能源制造。我们将持续通过低碳足迹为客户带来优势。”Champseix说。