Інавацыі ў галіне матэрыялаў і тэхналогіі з нізкім спажываннем энергіі стымулююць трансфармацыю галіны
Падвойная матывацыя — дасягненне глабальнай вугляроднай нейтральнасці і абуджэнне экалагічнай свядомасці спажыўцоў — прывяла да зялёнай трансфармацыі індустрыю сэнсарных мікраперамыкачоў. Вытворцы актыўна рэагуюць на палітычныя рэкамендацыі і патрабаванні рынку праз інавацыі ў галіне матэрыялаў, даследаванні і распрацоўкі нізкаэнергетычных тэхналогій, а таксама канструкцыю, якая дазваляе перапрацоўваць матэрыялы, паскараючы прагрэс галіны ў кірунку ўстойлівага развіцця.
Пад уплывам як палітыкі, так і рынку, патрабаванні аховы навакольнага асяроддзя сталі цэнтрам увагі галіны.
Згодна з «14-м пяцігадовым планам па энергазберажэнні будынкаў і развіцці экалагічна чыстага будаўніцтва», да 2025 года ў Кітаі будзе завершана энергазберагальная рэнавацыя 350 мільёнаў квадратных метраў існуючых будынкаў і пабудавана больш за 50 мільёнаў квадратных метраў будынкаў з ультранізкім спажываннем энергіі. Гэтая мэта прымусіла ўсе звёны прамысловага ланцуга да трансфармацыі, і сфера электронных кампанентаў не з'яўляецца выключэннем. У «Плане рэалізацыі садзейнічання экалагічнаму спажыванню», апублікаваным Нацыянальнай камісіяй па развіцці і рэформах, дадаткова ўдакладняецца, што доля рынку экалагічна чыстых і нізкавугляродных прадуктаў павінна быць значна павялічана, а энергазберажэнне і ахова навакольнага асяроддзя сталі асноўнымі паказчыкамі інавацый прадпрыемстваў.
Што да рынку, то значна павялічылася перавага маладых спажыўцоў да экалагічна чыстых прадуктаў. Дадзеныя паказваюць, што патэнцыйныя карыстальнікі новых энергетычных транспартных сродкаў сярод пакаленняў пасля 80-х і пасля 90-х гадоў складаюць больш за палову, а тэмпы росту продажаў энергазберагальнай бытавой тэхнікі перавысілі 100%. Гэтая канцэпцыя спажывання, якая «патрабуе як прадукцыйнасці, так і аховы навакольнага асяроддзя», прымусіла вытворцаў інтэграваць экалагічна чысты дызайн на працягу ўсяго жыццёвага цыклу прадукту.
Матэрыяльныя інавацыі
Традыцыйныя выключальнікі ў асноўным выкарыстоўваюць металічныя кантакты і пластыкавыя корпусы, што стварае рызыку спажывання рэсурсаў і забруджвання навакольнага асяроддзя. У наш час вытворцы пераадолелі гэтую праблему, выкарыстоўваючы новыя матэрыялы:
1. Гнуткія электронныя матэрыялы і праводзячыя палімеры: Гнуткія матэрыялы дазваляюць перамыкачам адаптавацца да прылад з крывалінейнай паверхняй, што зніжае структурную складанасць; праводзячыя палімеры замяняюць металічныя кантакты, зніжаючы рызыку акіслення і падаўжаючы тэрмін службы.
2. Біяраскладальныя матэрыялы: напрыклад, трыбаэлектрычны нанагенератар на аснове баваўнянай тканіны, распрацаваны Уханьскім тэкстыльным універсітэтам, у якім выкарыстоўваюцца аднаўляльныя матэрыялы, такія як хітазан і фіцінавая кіслата, спалучае ў сабе вогнеўстойлівасць і біяраскладальнасць, што дае новыя ідэі для праектавання карпусоў выключальнікаў.
3. Канструкцыя кампанентаў, якія можна перапрацоўваць: мікраперамыкач з магнітнай індукцыяй ад Jiuyou Microelectronics памяншае выкарыстанне металу дзякуючы бескантактавай структуры, што спрашчае разборку і перапрацоўку кампанентаў, а таксама зніжае колькасць электронных адходаў.
Тэхналогія нізкага спажывання энергіі
Спажыванне энергіі з'яўляецца ключавым паказчыкам аховы навакольнага асяроддзя для электронных кампанентаў. Возьмем, напрыклад, Jiuyou Microelectronics. Яе мікраперамыкач з магнітнай індукцыяй замяняе традыцыйныя механічныя кантакты прынцыпамі магнітнага кіравання, зніжаючы спажыванне энергіі больш чым на 50%. Ён асабліва падыходзіць для сцэнарыяў з батарэйным харчаваннем, такіх як разумныя дамы, значна падаўжаючы тэрмін службы батарэй прылад. Аднаправадное інтэлектуальнае рашэнне Wi-Fi перамыкача, запушчанае Espressif Technology, выкарыстоўвае мікрасхему ESP32-C3 са спажываннем энергіі ў рэжыме чакання ўсяго 5 мкА, што вырашае праблему мігацення лямпы, выкліканага высокім спажываннем энергіі ў традыцыйных рашэннях.
Акрамя таго, распрацаваны Цяньцзінскім політэхнічным універсітэтам трыбаэлектрычны нанагенератар (TENG) з тэрмічна рэагуючымі ўласцівасцямі можа аўтаматычна пераключацца ў рэжым працы ў залежнасці ад тэмпературы навакольнага асяроддзя, пачынаючы з 0℃ і выключаючыся пры 60℃, дасягаючы размеркавання энергіі па патрабаванні і натхняючы іншых у галіне інтэлекту і энергазберажэння перамыкачоў.
Аналіз выпадку
Мікрасыключальнік з магнітнай індукцыяй, выпушчаны кампаніяй Jiuyou Microelectronics у 2024 годзе, з'яўляецца эталонам у галіны. Яго асноўныя перавагі ўключаюць:
Бескантактавая канструкцыя: замена фізічнага кантакту прынцыпам магнітнай індукцыі зніжае знос і павялічвае тэрмін службы ў тры разы;
Высокая сумяшчальнасць: тры электрычныя кантакты сумяшчальныя з рознымі тыпамі прылад, падтрымліваючы такія сцэнарыі, як разумны дом і прамысловая аўтаматызацыя;
Нізкае энергаспажыванне: эканоміць 60% энергіі ў параўнанні з традыцыйнымі камутатарамі, што дапамагае тэрмінальным прыладам падоўжыць тэрмін службы батарэі.
Гэтая тэхналогія не толькі адпавядае стандартам ЕС па ахове навакольнага асяроддзя RoHS, але і памяншае залежнасць ад рэдкіх металаў і зніжае вугляродны след ланцужка паставак, што робіць яе тыповым прыкладам зялёнай вытворчасці.
Перспектывы на будучыню
Па меры паступовага ўдасканалення сістэмы сертыфікацыі вугляроднага следу прадпрыемствам неабходна ўкараняць канцэпцыі аховы навакольнага асяроддзя па ўсім ланцужку, ад матэрыялаў і вытворчасці да перапрацоўкі. Эксперты прапануюць стымулюючыя механізмы, такія як «вугляродныя крэдыты», яшчэ больш заахвочваць спажыўцоў выбіраць экалагічна чыстыя прадукты. Інавацыі такіх прадпрыемстваў, як Jiuyou і Espressif, дэманструюць, што ахова навакольнага асяроддзя і эфектыўнасць не супярэчаць адзін аднаму — прадукты з нізкім спажываннем энергіі, працяглым тэрмінам службы і высокай сумяшчальнасцю становяцца новымі фаварытамі на рынку.
Можна прадбачыць, што зялёная рэвалюцыя ў галіне сэнсарных мікрапераключальнікаў паскорыць іх пранікненне ва ўвесь прамысловы ланцужок, спрыяючы дасягненню «нулявой будучыні» ў галіне вытворчасці электронікі.
Час публікацыі: 29 красавіка 2025 г.
