能源效率：半導體21世紀的挑戰

　　全球能源需求量的增長(cháng)率已經(jīng)遠遠高于傳統能源的供應，但是，半導體行業(yè)能夠幫助改善能源生產(chǎn)、輸送以及消耗環(huán)節的效率。

　　從遠古時(shí)代開(kāi)始，能源就已經(jīng)成為文明進(jìn)步的主要推動(dòng)力。我們的祖先發(fā)現火能夠使他們免于掠食者的傷害，溫暖他們居住的山洞，烹調事物以及擴展居住范圍?；鹗侨祟?lèi)從石器時(shí)代向青銅時(shí)代過(guò)渡的關(guān)鍵因素，同樣對于18世紀出現的工業(yè)革命以及現代社會(huì )都是至關(guān)重要的，人類(lèi)通過(guò)蒸氣機將熱能轉化成機械能。古代埃及人使用石油作為燃料，馬可波羅將“黑石”(煤)從中國帶回了歐洲。

　　人類(lèi)對于石油驅動(dòng)的交通工具以及煤炭驅動(dòng)的電力工業(yè)的依賴(lài)已經(jīng)很長(cháng)時(shí)間了。例如：當前美國90%以上的能源消耗來(lái)自非可再生資源。盡管全球不斷加強對于清潔和可再生資源的關(guān)注，仍然需要投入更多的研發(fā)力量才能使這種替代能源成為主流?？茖W(xué)技術(shù)對于提高當前能源利用效率，并將可替代能源從實(shí)驗室轉變到全球范圍的應用起著(zhù)關(guān)鍵性的作用。

　　全球能源面臨的挑戰

　　全球能源需求的增長(cháng)比供給——我們通常所說(shuō)的化石燃料——的提高要快得多。美國能源部門(mén)預測全球能源需求量將以40%的速度增長(cháng)，到2030年達到700quadrillionBTU(1015英國

　　熱量單位)。1這種需求的不斷提高由很多因素決定，包括新興國家的經(jīng)濟繁榮。例如：中國每年新增發(fā)電量為50~80GW，這幾乎相當于英國全年的發(fā)電量。

　　能源需求量的增長(cháng)對于經(jīng)濟、環(huán)境還有外交政策都提出了挑戰。全球能源問(wèn)題需要一個(gè)國際性的廣泛的策略來(lái)尋求解決方案。這些努力來(lái)自政府以及不同行業(yè)的公司企業(yè)。學(xué)術(shù)界和研究所也發(fā)揮了重要的作用，這是因為我們所面臨的這些挑戰需要前所未有的新方法才能解決。由于我們所面臨的挑戰嚴峻且迫切，因此，需要協(xié)調各方面的努力，從而避免不必要的浪費。

　　策略主要著(zhù)眼于：

　　•提高可再生資源在發(fā)電領(lǐng)域的使用率。

　　•通過(guò)優(yōu)化電力網(wǎng)絡(luò )改善電力輸送的效率。

　　•提高工廠(chǎng)、建筑、設備、計算機、汽車(chē)以及其它產(chǎn)品的效率，從而降低耗電量。

　　科學(xué)技術(shù)在上述各個(gè)領(lǐng)域中起到了核心作用，讓我們能夠“消耗更少的能源，做更多的事情”，這樣人類(lèi)便不會(huì )因為能源問(wèn)題降低對美好生活的追求。最近幾十年內，半導體芯片幾乎成為所有領(lǐng)域創(chuàng )新背后的推動(dòng)力。自1978以來(lái)，IC使汽車(chē)的效率提高了40%，民用飛機的效率提高了121%，照明領(lǐng)域提高了339%，而計算機系統更是提高了驚人的3,000,000%。2因此，與系統和服務(wù)供應商一起，半導體行業(yè)在全球能源問(wèn)題方面能夠起到非常重要的作用。