中心議題：
- 環(huán)保標準的提升對電子元器件的影響
- 由“綠色制造”到“綠色設計”的轉變
- 節(jié)能及新能源為電子制造商帶來新機遇
解決方案：
- 綠色標準將會影響電子設計思想、元器件制造工藝
- 無鹵化替代，必須從測試和體系兩方面著手
- 新能源發(fā)展會擴大電力電子器件、阻容器件和濾波技術的應用空間
節(jié)能環(huán)保是高交會的主旋律之一，它將影響電子設計思想、元器件和工藝，也為電子制造商帶來新興市場機會。“無鹵素”是“無鉛”之后的又一環(huán)保熱潮，對元器件和產(chǎn)品所用材料有重大影響。新能源發(fā)展帶來巨大電力電子產(chǎn)品需求，工程師需要學習使用超級電容、MOSFET和濾波技術。
從“綠色制造”到“綠色設計”
全球能源需求的不斷增長以及環(huán)境保護意識的逐步提升使得環(huán)保、節(jié)能產(chǎn)品成為市場發(fā)展的必然趨勢。
縱觀剛剛閉幕的2008年的高交會，無論是人氣火爆的比亞迪雙動力環(huán)保汽車，還是國家863計劃的五洲龍混合動力環(huán)?？蛙?，再到村田公司會走“S型”平衡木的機器人“村田頑童”等，綠色環(huán)保、節(jié)能降耗的理念始終貫穿其中；而同期舉辦的以“綠色環(huán)保”為主題的全球半導體市場大會和IPCWorks ASIA 2008更讓業(yè)內人士感受到了綠色環(huán)保對電子行業(yè)的沖擊。
電子元件原材料上需要化學物質，即使每個極小的零件中僅含有少量的化學物質。因為最終產(chǎn)品中會裝配上成百上千個零件，如果這些化學物質隨最終產(chǎn)品一起丟棄，將會給環(huán)境帶來極大的影響。因此人們對電子原材料的環(huán)保要求日益嚴格，無鉛、RoHS、，以及無鹵和PoHS，從法律法規(guī)和制造工藝上限制了有害元素的使用,倡導電子產(chǎn)業(yè)的“綠色制造”。
高交會電子展期間舉行的“IPCWorks Asia 2008＂就是以“無鹵素/無鉛”為主題，邀請了行業(yè)專家共同探討在“綠色制造”中如何針對新標準和新要求的最新技術解決方案，包括無鹵素工業(yè)發(fā)展趨勢，元器件，新型板材，測試和組裝技術等方面。在此次論壇上，IPC有關負責人公布了IPC-STD-709標準更新，內容主要圍繞無鹵素電子元件和組件材料中使用溴、氯最大限度的界定。該標準的更新將會對元件、電子材料逐漸走向環(huán)保型起到促進作用。
作為產(chǎn)業(yè)鏈上游的元器件供應商，面對無鹵素/無鉛的綠色門檻，所面臨的壓力和挑戰(zhàn)不言而喻。在傳統(tǒng)元器件無鉛/無鹵替代方案中，工藝、兼容性以及強度、可靠性等多方面問題都給元器件供應商帶來挑戰(zhàn)，更為重要的是成本壓力的增加和采用新的環(huán)保工藝所帶來的技術阻礙，將在很大程度上會削弱國內企業(yè)的低成本優(yōu)勢，而且會面臨日益嚴峻的國際綠色貿易壁壘。
目前，無鹵素材料的導入已經(jīng)成為各個國際大廠下一階段的綠化目標。早在2005年，索尼公司已經(jīng)禁止其供應商在產(chǎn)品及零件上使用某些鹵素系阻燃劑。東芝公司的筆記本電腦從1998 年開始就采用非鹵素系主機板。戴爾、微軟、摩托羅拉、明基和松下公司也制定了他們的新規(guī)定，要求供貨廠商提供無鹵化配件。據(jù)悉，目前國內也有一些企業(yè)，例如聯(lián)想，也開始要求自身產(chǎn)品無鹵化。
因此預期在未來1年半內環(huán)保材料需求應可顯著增加，估計市場滲透率應可提升至30%。
在穩(wěn)步展開綠色采購和綠色制造的基礎上，中國電子業(yè)開始推進綠色設計，紛紛把技術力量投入到能夠實現(xiàn)綠色設計的工作環(huán)節(jié)當中。系統(tǒng)設計人員積極尋找不符合指令要求的材料或零部件的合格替代品，對原有的設計方案進行修改；在新產(chǎn)品的設計過程中，則嚴格確認產(chǎn)品所使用的零部件符合有害物質控制及無鉛焊接要求。
以連接器設計為例，為使塑料阻燃, 業(yè)內普遍使用某些鹵代化合物作為塑料阻燃劑。聚氯乙烯（ PVC ）就被廣泛地應用于電纜及電線的制作行業(yè)中，充當高效率阻燃劑的作用。因此對于連接器設計來說，要轉換為無鹵塑料并不容易，其意義不亞于早期的電子行業(yè)中的無鉛化革命。在設計過程中工程師需要根據(jù)電氣和機械性能的要求對無鹵素塑料進行選擇，在機械，電子和流動性能之間尋求最佳的平衡。同時還要考慮產(chǎn)品安全性、低成本等因素；可見綠色設計是門綜合科學，設計工程師們不但需要具備電子知識，而且在材料科學、構造設計、化學和環(huán)境方面也要有廣泛知識。
面對日益嚴格的綠色標準，設計工程師們已經(jīng)深刻意識到：不滿足標準就意味著將失去市場。從尋找符合條件的綠色元器件庫，到努力證明符合標準及法令，以及開發(fā)工藝能夠滿足無鉛制造所要求的更高溫度等等，這些都是工程師需要關注的重點。
出席IPCWorks Asia 2008的相關專家表示，做好無鹵化替代，必須從測試和體系兩方面著手。目前，SGS-CSTC（通標）可以在ISO9000的基礎上，添加限用物質規(guī)范，把限制使用鹵素作為企業(yè)體系管理的一部分，從根本上杜絕鹵素的出現(xiàn)。而對于供應商的產(chǎn)品，則可以進行抽樣測試輔以第二方審核（代表購買方審核其供應商）的方法，對于自身產(chǎn)品，可以采用QC08000體系認證的方法，同時施以采樣抽檢。
繼無鉛、RoHS、，以及無鹵素(Halogen-free)和明年即將開始實施的挪威PoHS法令之后， 磷的化合物也有引發(fā)環(huán)境污染(河流富氧化)的疑慮，因此無鉛、無鹵與無磷將循序漸進成為未來綠色電子的標準規(guī)格。
節(jié)能和新能源加大元器件需求空間
我國已是世界“制造大國”，但資源能源消耗量大，加劇了我國資源能源短缺和環(huán)境污染。在這種形勢下，迫切需要尋求新型再生能源來替代。由于太陽能、風能等非化石類能源均屬于過程性能源，不僅可以再生，且清潔無污染或低污染，蘊藏量巨大。因此，在新能源開發(fā)和利用方面，一直將風力發(fā)電、太陽能電池等作為當前重要的研究領域和發(fā)展方向，并已取得了重要的進展和成果。
在此次高交會上，尚德電力、力諾太陽、天威保變、江西賽維等國內光伏產(chǎn)業(yè)的一線企業(yè)齊聚亮相，太陽能電池、太陽能光伏電站、多晶硅材料等光伏太陽能相關技術展示顯得十分搶眼，以太陽能光伏產(chǎn)業(yè)為代表的新能源參展項目受到觀眾追捧。
太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈包括多晶硅原料生產(chǎn)、硅棒、硅錠生產(chǎn)、太陽能電池制造、組件封裝、光伏產(chǎn)品生產(chǎn)和光伏發(fā)電系統(tǒng)等環(huán)節(jié)。其中，和電子元器件聯(lián)系最緊密的是光伏發(fā)電系統(tǒng)。
圖１：太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈示意圖
光伏發(fā)電系統(tǒng)主要完成的是電能的轉換、電能存儲、電能管理和電能質量控制，在這個過程中被動元件和分立器件發(fā)揮重要作用。光伏發(fā)電是根據(jù)光伏效應原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉化為電能。不論是獨立使用還是并網(wǎng)發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構成，不涉及機械部件。
光伏組件是光伏方陣中可更換的最小單元。組件支撐多塊電氣連接的光伏電池的集成單元，并起到保護作用，對高于24伏的方陣電壓，每個組件都應加裝旁通二極管以提供陰影時的額外電流通路。為保障組件之間的有效鏈接，所有的光伏組件的連接器都應持久耐用，并易于接線，同時保證接線安全。此外，為便于在維護時斷開光伏方陣還應接入開關或者斷路器，使用的保險絲也應當能通過方陣的最大電流。
太陽能逆變器功能是將太陽能電池收集的直流電轉化為交流電，而這些逆變器需要極高的效率和可靠性，對于需要1200V功率開關的太陽能逆變器來說，IGBT是理想的選擇。光電逆變器的一般結構如圖２所示
圖２：太陽能逆變器系統(tǒng)原理示意圖
這類逆變器的首要功能是把輸入的 DC電壓轉換為一穩(wěn)定的值。該功能通過升壓轉換器來實現(xiàn)，并需要升壓開關和升壓二極管。
在電能存儲中，除了傳統(tǒng)的蓄電池和電感等儲能方式外，具有高功率密度和實質的能量密度的超級電容也越來越多被用做儲能裝置。在電能管理和電能質量控制過程中，為保障電網(wǎng)質量和減少諧波危害，采用功率因數(shù)校正(PFC)技術是提高功率因數(shù)和降低諧波污染的重要途徑,這需要考慮對Boost電感以及開關器件（MOSFET/IGBT）等元器件的選用。
由上可以看出隨著新能源的廣泛應用，對環(huán)保節(jié)能型的電子元器件產(chǎn)品的需求將會越來越大。
中國一直倡導加強能源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護以保障可持續(xù)發(fā)展，隨著能源危機的加劇和消費者的節(jié)能需求，綠色制造和高效節(jié)能將會成為電子產(chǎn)業(yè)的主旋律。
