Đổi mới vật liệu và công nghệ tiêu thụ điện năng thấp thúc đẩy sự chuyển đổi của ngành công nghiệp.
Dưới sự thúc đẩy kép của mục tiêu trung hòa carbon toàn cầu và sự thức tỉnh nhận thức về môi trường của người tiêu dùng, ngành công nghệ vi mạch cảm ứng đang trải qua một quá trình chuyển đổi xanh. Các nhà sản xuất tích cực đáp ứng hướng dẫn chính sách và nhu cầu thị trường thông qua đổi mới vật liệu, nghiên cứu và phát triển công nghệ tiết kiệm năng lượng và thiết kế có thể tái chế, đẩy nhanh tiến trình phát triển bền vững của ngành.
Được thúc đẩy bởi cả chính sách và các yếu tố thị trường, các yêu cầu bảo vệ môi trường đã trở thành trọng tâm của ngành công nghiệp này.
Theo "Kế hoạch 5 năm lần thứ 14 về tiết kiệm năng lượng trong xây dựng và phát triển công trình xanh", đến năm 2025, Trung Quốc sẽ hoàn thành việc cải tạo tiết kiệm năng lượng cho 350 triệu mét vuông các công trình hiện có và xây dựng hơn 50 triệu mét vuông các công trình tiêu thụ năng lượng cực thấp. Mục tiêu này đã buộc tất cả các mắt xích trong chuỗi công nghiệp phải chuyển đổi, và lĩnh vực linh kiện điện tử cũng không ngoại lệ. "Kế hoạch thực hiện thúc đẩy tiêu dùng xanh" do Ủy ban Phát triển và Cải cách Quốc gia ban hành đã làm rõ hơn rằng thị phần của các sản phẩm xanh và carbon thấp cần được tăng lên đáng kể, và tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường đã trở thành những chỉ số cốt lõi cho sự đổi mới của doanh nghiệp.
Về phía thị trường, sự ưa chuộng các sản phẩm xanh của nhóm người tiêu dùng trẻ tuổi đã tăng lên đáng kể. Dữ liệu cho thấy, hơn một nửa số người sử dụng tiềm năng xe năng lượng mới thuộc thế hệ sinh sau năm 1980 và 1990, và tốc độ tăng trưởng doanh số bán thiết bị gia dụng tiết kiệm năng lượng đã vượt quá 100%. Quan niệm tiêu dùng "đòi hỏi cả hiệu suất và bảo vệ môi trường" đã thúc đẩy các nhà sản xuất tích hợp thiết kế xanh vào toàn bộ vòng đời sản phẩm.
Đổi mới vật liệu
Các công tắc truyền thống chủ yếu dựa vào các tiếp điểm kim loại và vỏ nhựa, tiềm ẩn nguy cơ tiêu hao tài nguyên và gây ô nhiễm. Ngày nay, các nhà sản xuất đã vượt qua được rào cản này thông qua việc ứng dụng các vật liệu mới:
1. Vật liệu điện tử linh hoạt và polyme dẫn điện: Vật liệu linh hoạt cho phép các công tắc thích ứng với các thiết bị có bề mặt cong, giảm độ phức tạp về cấu trúc; polyme dẫn điện thay thế các tiếp điểm kim loại, giảm nguy cơ oxy hóa và kéo dài tuổi thọ.
2. Vật liệu phân hủy sinh học: Ví dụ, máy phát điện nano ma sát dựa trên vải bông do Đại học Dệt may Vũ Hán phát triển, sử dụng các vật liệu tái tạo như chitosan và axit phytic, kết hợp khả năng chống cháy và khả năng phân hủy, cung cấp những ý tưởng mới cho thiết kế vỏ công tắc.
3. Thiết kế linh kiện có thể tái chế: Công tắc vi mạch cảm ứng từ của Jiuyou Microelectronics giảm thiểu việc sử dụng kim loại thông qua cấu trúc không tiếp xúc, giúp các linh kiện dễ dàng tháo lắp và tái chế hơn, đồng thời giảm thiểu lượng rác thải điện tử.
Công nghệ tiêu thụ điện năng thấp
Mức tiêu thụ năng lượng là một chỉ số bảo vệ môi trường quan trọng đối với các linh kiện điện tử. Lấy Jiuyou Microelectronics làm ví dụ. Công tắc vi mạch cảm ứng từ của hãng này thay thế các tiếp điểm cơ khí truyền thống bằng nguyên lý điều khiển từ tính, giảm mức tiêu thụ điện năng hơn 50%. Sản phẩm này đặc biệt phù hợp với các kịch bản sử dụng pin như nhà thông minh, giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ pin của thiết bị. Giải pháp công tắc thông minh một dây Wi-Fi do Espressif Technology ra mắt sử dụng chip ESP32-C3, với mức tiêu thụ điện năng ở chế độ chờ chỉ 5μA, giải quyết vấn đề đèn nhấp nháy do tiêu thụ điện năng cao trong các giải pháp truyền thống.
Ngoài ra, máy phát điện nano ma sát nhiệt (TENG) do Đại học Bách khoa Thiên Tân phát triển có thể tự động chuyển đổi chế độ hoạt động theo nhiệt độ môi trường, bắt đầu từ 0℃ và tắt ở 60℃, giúp phân bổ năng lượng theo yêu cầu và tạo nguồn cảm hứng xuyên biên giới cho sự thông minh và tiết kiệm năng lượng của các thiết bị chuyển mạch.
Phân tích trường hợp
Công tắc vi mô cảm ứng từ do Jiuyou Microelectronics ra mắt năm 2024 là một trường hợp điển hình trong ngành. Những ưu điểm cốt lõi của nó bao gồm:
Thiết kế không tiếp xúc: Bằng cách thay thế tiếp xúc vật lý bằng nguyên lý cảm ứng từ, độ mài mòn được giảm thiểu và tuổi thọ được tăng lên gấp ba lần;
Khả năng tương thích cao: Ba chân cắm điện tương thích với nhiều loại thiết bị khác nhau, hỗ trợ các kịch bản như nhà thông minh và tự động hóa công nghiệp;
Hiệu suất tiêu thụ điện năng thấp: Tiết kiệm 60% năng lượng so với các công tắc truyền thống, giúp các thiết bị đầu cuối kéo dài tuổi thọ pin.
Công nghệ này không chỉ tuân thủ các tiêu chuẩn bảo vệ môi trường RoHS của EU mà còn giảm sự phụ thuộc vào các kim loại quý hiếm và giảm lượng khí thải carbon trong chuỗi cung ứng, trở thành một ví dụ điển hình về sản xuất xanh.
Triển vọng tương lai
Khi hệ thống chứng nhận lượng khí thải carbon dần được cải thiện, các doanh nghiệp cần triển khai các khái niệm bảo vệ môi trường trong toàn bộ chuỗi cung ứng, từ nguyên liệu, sản xuất đến tái chế. Các chuyên gia đề xuất rằng thông qua các cơ chế khuyến khích như "tín dụng carbon", người tiêu dùng nên được khuyến khích hơn nữa trong việc lựa chọn các sản phẩm xanh. Những đổi mới của các doanh nghiệp như Jiuyou và Espressif chứng minh rằng bảo vệ môi trường và hiệu suất không hề mâu thuẫn - các sản phẩm tiêu thụ điện năng thấp, tuổi thọ cao và khả năng tương thích cao đang trở thành những sản phẩm được ưa chuộng trên thị trường.
Có thể dự đoán rằng cuộc cách mạng xanh trong ngành công nghệ vi mạch cảm ứng sẽ thúc đẩy sự thâm nhập của nó vào toàn bộ chuỗi công nghiệp, đưa ngành công nghiệp sản xuất điện tử hướng tới một "tương lai không carbon".
Thời gian đăng bài: 29/04/2025
