1. 盧超群盧超群盧超群盧超群 博士博士博士博士
鈺創科技公司鈺創科技公司鈺創科技公司鈺創科技公司 (Etron) 董事長暨創辦人董事長暨創辦人董事長暨創辦人董事長暨創辦人
臺灣半導體協會臺灣半導體協會臺灣半導體協會臺灣半導體協會 (TSIA) 理事長理事長理事長理事長
全球全球全球全球半導體半導體半導體半導體理事高峰會理事高峰會理事高峰會理事高峰會 (WSC) 主席主席主席主席
2014能源願景高峰論壇能源願景高峰論壇能源願景高峰論壇能源願景高峰論壇
能源與智慧能源與智慧能源與智慧能源與智慧::::半導體產業之新猷半導體產業之新猷半導體產業之新猷半導體產業之新猷
Investing Energy in Semiconductors to
Best Save and Utilize Energy
19. Source: ACEEE*, American Council for an Energy-Efficient Economy, 2009
– 既有的既有的既有的既有的半導體應用半導體應用半導體應用半導體應用,,,,可協助全美國自可協助全美國自可協助全美國自可協助全美國自2010 迄迄迄迄2030節能節能節能節能
1.9 trillion kilowatts (34%)
– 更積極應用更積極應用更積極應用更積極應用半導體產品半導體產品半導體產品半導體產品,,,,將可替全美國更節能將可替全美國更節能將可替全美國更節能將可替全美國更節能 1.2
trillion kilowatts,,,,亦即亦即亦即亦即再減少再減少再減少再減少22%的電力耗用的電力耗用的電力耗用的電力耗用
半導體產品有巨大間接節能貢獻半導體產品有巨大間接節能貢獻半導體產品有巨大間接節能貢獻半導體產品有巨大間接節能貢獻
美國美國美國美國 ACEEE* 2009 年評估年評估年評估年評估,,,,更積極擴大半導體產品的更積極擴大半導體產品的更積極擴大半導體產品的更積極擴大半導體產品的
各類應用各類應用各類應用各類應用,,,,可協助全美國在可協助全美國在可協助全美國在可協助全美國在2030年以前年以前年以前年以前多節能多節能多節能多節能22%
2010年以前之既有年以前之既有年以前之既有年以前之既有
半導體半導體半導體半導體節能節能節能節能貢獻貢獻貢獻貢獻
2010年以後之潛在年以後之潛在年以後之潛在年以後之潛在
半導體半導體半導體半導體節能節能節能節能貢獻貢獻貢獻貢獻
20. 你可知道嗎你可知道嗎你可知道嗎你可知道嗎::::從從從從2010年起年起年起年起…(I)
電腦能源效率電腦能源效率電腦能源效率電腦能源效率 A computer’s energy efficiency
has improved by 2,857,000% since 1978, while
miles per gallon for automobiles have only
improved by 40%.
數據中心節能數據中心節能數據中心節能數據中心節能 Data centers can reduce energy
demand by 56% using semiconductor enabled
technologies such as efficient uninterruptible
power supplies, variable speed fans and pumps,
and server virtualization.
發電廠高效率發電廠高效率發電廠高效率發電廠高效率 The electricity of 47 power plants
flows through power supplies each year,
charging our phones and powering our
computers. Semiconductors can greatly
improve the efficiency of power supplies.
Source: SIA, Semiconductor Industry Association, May, 2009
21. 遠距通訊及視訊會議遠距通訊及視訊會議遠距通訊及視訊會議遠距通訊及視訊會議 Semiconductors enable
telecommuting and video conferencing. About
3.9 million households in 2006 had at least one
telecommuter, and their actions reduced U.S.
annual gasoline consumption by about 840
million gallons.
電機相關節能電機相關節能電機相關節能電機相關節能 More than half of all U.S. electricity
flows through motors. Motor related electricity
savings largely enabled by semiconductors are
likely to exceed 100 billion kilowatt hours by
2030.
LED照明節能照明節能照明節能照明節能 Light-emitting-diodes (LEDs) pass
electric current through semiconductors to
produce light. Replacing incandescent and
fluorescent bulbs with LEDs can potentially
reduce electricity use for lighting by 43% by
2030.
你可知道嗎你可知道嗎你可知道嗎你可知道嗎::::從從從從2010年起年起年起年起…( II)
Source: SIA, Semiconductor Industry Association, May, 2009
22. 你可知道嗎你可知道嗎你可知道嗎你可知道嗎::::從從從從2010年起年起年起年起…(III)
太陽能電池板太陽能電池板太陽能電池板太陽能電池板 Semiconductors enable solar
panels to harvest up to 57% of power normally
lost to real-world conditions due to clouds, dirt,
and bird droppings.
熱水器和氣候控制系統熱水器和氣候控制系統熱水器和氣候控制系統熱水器和氣候控制系統 Advanced smart grid
technologies (Dependent on Semiconductors)
can allow consumers to program their water
heater and climate control systems reduce their
electricity bills 10% on average.
插電式混合動力汽車插電式混合動力汽車插電式混合動力汽車插電式混合動力汽車 Semiconductors enable
plug-in hybrid electric vehicles, cars that will
feed excess power back into the grid when
electricity is in high demand and thereby reduce
the need to build new power plants to service
peak demand periods.
Source: SIA, Semiconductor Industry Association, May, 2009
23. 數據中心數據中心數據中心數據中心 Datacenters::::
– Lower Energy / Compute - Cycle
家用家用家用家用 Household::::
– LED Lighting, Climate Management
智慧電網智慧電網智慧電網智慧電網 Smart Grid::::
– Energy Management
太陽能太陽能太陽能太陽能 Solar Cells::::
– Power Generation, Energy Production
半導體技術早已半導體技術早已半導體技術早已半導體技術早已節能節能節能節能,,,,
更是未來節能減碳之更是未來節能減碳之更是未來節能減碳之更是未來節能減碳之關鍵關鍵關鍵關鍵
24. Data Center Energy Savings From Advanced Semiconductor Technology
Reduced Operating Currents
Lower Power Delivery Losses
Less Heat Generated
Less Heat to Remove
半導體節能半導體節能半導體節能半導體節能 <實例一實例一實例一實例一> 數據中心數據中心數據中心數據中心
25. Digital Climate ControlSemiconductor Lighting
Energy Efficient Electronics
Smart Appliances
Smart Heaters
Home Energy Usage by Type
Semiconductor Development
Benefits These Areas
半導體節能半導體節能半導體節能半導體節能 <實例二實例二實例二實例二> 家用節能家用節能家用節能家用節能
26. Energy management : Smart Power Grid
Completely Dependent on Semiconductors
半導體節能半導體節能半導體節能半導體節能 <實例三實例三實例三實例三> 智智智智慧電網慧電網慧電網慧電網
30. 半導體製程微縮可大幅有效節能半導體製程微縮可大幅有效節能半導體製程微縮可大幅有效節能半導體製程微縮可大幅有效節能
Power / Energy Efficiency by IC Scaling
0.001
0.01
0.1
1
90nm 65nm 40nm 28nm 20nm 16nm 10nm 7nm
Relative Power at Same Speed
0.01
0.1
1
90nm 65nm 40nm 28nm 20nm 16nm 10nm 7nm
Relative Switching Energy
at Nominal Vdd
-50% per node -30% per node
Dash line is best fit line across all nodes Dash line is best fit line across all nodes
資料來源資料來源資料來源資料來源 : 孫元成副總經理孫元成副總經理孫元成副總經理孫元成副總經理 (TSMC, Aug, 2014)
33. 生化發電生化發電生化發電生化發電::::Hybrid Biological-Electronic Systems
Energy extraction from the body
– >1.12 nW from endocochlear
potential of guinea pig
Microbial fuel cells
– Bacterially
powered energy
cells
Nature Biotech 2012
http://peswiki.com/images/6/67/Microbial_Electrolysis_Cell_diagram.jpg