網友指責超級充電站還是來自火力發電,特斯拉執行長馬斯克親自回覆
網友指責超級充電站還是來自火力發電,特斯拉執行長馬斯克親自回覆
2017.06.10 | 交通運輸

特斯拉超級充電站的充電體驗是無法找到破綻的,120kW的輸出功率可以在40分鐘內將一輛Model S 90從0充到80%。如果說有什麼值得詬病的地方的話,在目前依舊以火力發電為主的中國,特斯拉將污染從汽車轉移到發電廠的說法一直不絕於耳。然而特斯拉超級充電站新政策的推出,可能讓車主再也用不到火力發電產生的電了。

日前有位網友在Twitter上tag特斯拉CEO Elon Musk:「呵呵,在特斯拉超級充電站身上我看到了火力發電廠的影子,所有你玩的這些概念遊戲背後(動力來源)都是由煤炭燃燒驅動的。」

Musk旋即回覆稱:「所有的超級充電站都在進行太陽能屋頂+能源牆的改造,隨著時間的推移,幾乎所有的超級充電站都將斷開與國家電網的的連接。」

利用太陽能發電、然後將電儲存在充電站,讓前來充電的特斯拉車主體驗真正的清潔能源,這是特斯拉自2012年底發表超級充電站時就提出的藍圖。但彼時特斯拉尚未收購太陽能企業Soalrcity,太陽能電池板的發電效率和成本都沒有達到大規模部署的臨界點,這成為藍圖遲遲沒有落地的根本原因。最終的結果是,前期超過800個超級充電樁中只有6個鋪設了太陽能屋頂。

去年11月,特斯拉完成了對Solarcity的收購,收購的完成使得兩家企業的溝通成本大大降低。更重要的是,特斯拉相繼發表了新款企業級儲能系統Powerpack和能效比得到改進的太陽能屋頂,換句話說,實現當年太陽能驅動超級充電站藍圖的時機開始成熟。

發布太陽能屋頂後不久馬斯克就曾表示,在陽光明媚的地區,新的太陽能屋頂加上新Powerpack可以為超級充電站提供電力供應,尤其是全年無雪的地區,將超級充電站接入國家電網是完全不必要的。

但注意上面的回應,Musk的話術變成了隨著時間的推移,「幾乎所有(almost all)」的超級充電站都將斷開與國家電網的連接。這是否意味著特斯拉太陽能電池板的能效比得到了突破?

為了迎接Model 3的到來,特斯拉今年4月發布了新的超級充電站擴建計劃。去年Model 3的發表會上,特斯拉宣佈到2017年全球各地的超級充電樁總數能夠達到7,000個,或許是考慮到Model 3不斷高漲的市場需求(訂單已經逼近50萬輛),4月公佈的新計劃將這一指標修正為10,000個。

真正的信息量蘊含在官方公告的渲染圖中,從圖中可以看到,特斯拉第一次將商店和超級充電站建在一起,同時充電口前所未有的達到了80個左右,作為對比,目前全球最大的特斯拉超級充電站僅有20個充電樁。此外,接近一半的充電樁上方都鋪設了太陽能電池板,這可能是特斯拉新建超級充電站的參考設計方案。

tesla超級充電站.jpg
圖/ 36 氪

具體到中國市場,特斯拉將於2017年新建超過380個超級充電樁,這一數字超過了過去2年內新增超級充電樁數量的總和。考慮到Model 3從美國東海岸輻射至西海岸,然後是歐洲和亞太地區的交付順序和特斯拉的產能,中國市場新增的超級充電樁完全是為Model S & X用戶打造的。

接著來聊聊那位網友提到的問題,如果超級充電站的電力來源是火力發電廠,購買電動汽車有什麼意義?怎麼反駁電動汽車「污染轉移論」?

從兩個角度說明問題,第一,不是所有國家都是以火力發電為主的,例如美國加州的太陽能發電、北部的風力發電已經大規模應用;與此同時,所有的燃油車都會有尾氣排放,這是一定的。

第二,具體到中國這樣以火力發電為主的國家呢?來看看Musk的回應:

「把同類化石燃料,比如天然氣,把它輸送到發電廠發電,會有60%的綜合燃燒效率,但如果放在加天然氣的內燃機中,目前為止最高的綜合燃燒效率只有20%,即使考慮到傳輸過程中電量的損耗,電動汽車加發電廠的方案對內燃機直接燃燒也有著明顯的優勢,這還沒有考慮汽油、柴油、天然氣從石油中提煉過程中所消耗的能源。另外,風電、水電、太陽能發電這些永續能源發電方式對能源的利用率一直在顯著提升,換句話說,他們在總發電量的份額中所佔的比重會越來越大,而內燃機燃燒效率的提升,在很多年前就遇到了瓶頸。」

來自廈門政府官網的一則名為《純電動汽車與普通汽車的能源轉換效率對比》的公告與Musk所說的具體指標有出入,但同樣證實了「電動車更環保」的觀點:

「傳統內燃機汽車效率為38%,又因為汽車在市內行駛中頻繁的停車、低速行駛等,造成內燃機空轉或處在低效率區,其最終效率不過12%。純電動汽車停車時無機器空轉,95%以上的電池能量可轉為汽車的動力,即使考慮到原油的發電效率、送配電效率、電池充放電效率,其最終效率也可達到19%。」

這裡還有一個問題,又是儲能系統又是電動汽車,廢舊電池也很污染環境的,這是特斯拉的原罪!然而——

4月底,美國證券交易委員會披露,特斯拉共同創辦人兼CTO JB Straubel和特斯拉特別專案負責人Andrew Stevenson發起成立了新公司Redwood Materials,用於佈局電池及其他材料的回收和再製造。

JB Straubel在此前的演講中透露,特斯拉會在超級電池工廠中盡可能100%的回收電池原材料。這不同於業內將尚未報廢的舊電池應用於儲能系統或是對能效比要求較低的場景進行二次利用的做法。 Straubel對此嗤之以鼻:「對電池的二次利用既不具備緊急效益,也沒有很好的利用價值。」

成立了新公司Redwood Materials以佈局電池材料回收與再利用領域後,特斯拉也就完成了動力電池從製造、銷售,到回收再製造的產業閉環。

最後,對Musk和廈門市政府都不信的同學,建議特斯拉電動車、太陽能屋頂和家庭儲能係統能源牆一起買,一勞永逸的解決污染源問題,也不枉特斯拉在全球的超級充電站親自上陣示範。

本文授權轉載自:36 氪

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晶片裡的「隱形守護者」!從車用、物聯網到AI人工智慧,看上峰科技如何靠I-fuse®打開新局
晶片裡的「隱形守護者」!從車用、物聯網到AI人工智慧,看上峰科技如何靠I-fuse®打開新局

在電動車的感測系統、物聯網中的無電池標籤,以及AI伺服器的高速記憶體修復技術中,都有一個極其微小、幾乎難以用肉眼辨識的元件,默默地發揮關鍵作用。它負責確保系統功能的正確運作,並保護資料的安全性。這個不起眼卻不可或缺的元件,就是「單次可燒錄記憶體」(OTP)。

想像一下,當你坐在自動駕駛的電動車裡,這台移動的智慧裝置正以每小時100公里的速度行駛。它的感測系統、電池管理與安全控制,全仰賴晶片裡的數十億個電晶體協同運作。然而在這些肉眼不可見的微觀世界中,有一個被稱為「功能保險絲」的關鍵元件,如果它的數據在出廠後因高溫或電壓變化而悄悄「跑掉」,將可能在高速行駛下可能造成無法挽回的危險 。

當晶片製程往先進節點發展,傳統OTP技術隨製程微縮而暴露出可靠度與壽命的瓶頸。過去在成熟製程表現穩定的方案,進入7奈米或更先進的製程後,讀取壽命竟從理論上的「無限次」驟降至僅能維持數秒,突顯現有技術難以因應先進製程需求,對需要長期穩定運作的車用與工業應用而言是不可承受的風險。作為矽智財供應商的上峰科技,正是專注於這項關鍵技術的代表之一,其專利OTP技術已被應用於車用電子、物聯網裝置、AI與高可靠性工業設備等多個領域,為全球客戶提供穩定且可持續的解決方案 。「我們的目標是讓OTP在先進製程中一樣可靠,甚至比以前更好。」上峰科技創辦人暨董事長莊建祥開門見山地說。

以電遷移取代爆炸,上峰科技重寫OTP的可靠性

不同於傳統電子熔絲(eFuse)依靠高電流「爆炸式」燒斷導體,或反熔絲(Anti-fuse)以高電壓擊穿氧化層,上峰科技的I-fuse®解決方案採用低於熔斷點的熱輔助電遷移機制。簡單來說,就是用較低的電流與電壓,讓金屬原子在導線內緩慢遷移並改變阻值,而不是粗暴地炸斷它。

莊建祥解釋到,不同於eFuse的「爆炸式」斷裂,I-fuse®的方式更像是一種「緩慢推動」金屬原子的遷移,過程溫和卻能精準改變阻值。因為沒有爆炸,自然就沒有金屬碎屑或自我接回的風險,編程狀態因此能長期保持穩定;而在過程中所需的電壓與電流也遠低於傳統技術,無需高壓電路與內建電荷泵,讓系統設計更簡潔、功耗更低。

他進一步談到,I-fuse®還能在讀取過程中模擬燒錄狀態,所謂的"假燒”,產生類似靜態隨機存取記憶體(Static Random-Access Memory, SRAM)的重複讀寫測試模式,對整個OTP區塊進行全面檢測,確保每一顆出廠的OTP在進入車用或其他高安全性應用之前,都已經通過完整的可靠度驗證,以達成"零缺陷”。過去十多年,I-fuse®已在多種製程節點完成驗證,包括成熟製程與高介電常數金屬閘極(High-k Metal Gate, HKMG)節點。2023年,上峰科技也曾宣布I-fuse®成功在12奈米鰭式場效電晶體(Fin Field-Effect Transistor, FinFET)製程完成矽驗證,不僅延續低成本與設計彈性的優勢,也證明即使在先進製程下,仍能以極小面積支援業界優異的低操作電壓,且無需額外光罩與電荷泵。

不過隨著製程微縮,金屬線寬與高度同步縮小,對爆炸式燒斷的OTP而言是嚴峻挑戰,卻讓 I-fuse®的電遷移機制更得心應手,莊建祥表示當線條越細,越容易在低電壓下完成燒錄,因此上峰科技有足夠的信心能直接從12奈米跨入7奈米,並規劃向3奈米、甚至環繞式閘極(Gate-all-around, GAA)與FinFET架構前進。

計畫助攻跨入7奈米,I-fuse®應用版圖持續擴張

上峰科技聚焦標準邏輯製程,I-fuse® 助力解決晶片製程轉換關鍵挑戰。
上峰科技聚焦標準邏輯製程,I-fuse® 助力解決晶片製程轉換關鍵挑戰。
圖/ 數位時代

而這次的跨越,正是因為有經濟部產業發展署推動的「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」(以下簡稱晶創IC補助計畫)協助。莊建祥坦言,對規模不大的IP業者而言,先進製程開發風險高、投入成本大,如果沒有外部資源挹注,很難同時負擔研發與驗證。「晶創IC補助計畫」不僅減輕了資金壓力,更讓上峰科技能集中火力解決7奈米製程的關鍵挑戰,包括更嚴格的設計規範與更密集的繞線限制。

「只要製程允許,我們的技術就能做。」莊建祥強調,I-fuse®採用晶圓廠提供的標準邏輯製程材料,不需改變製程或額外光罩,因此對製程轉換的適應速度遠優於其他OTP技術。「別人可能要花三、四年才能適應新的製程架構,我們幾乎可以無縫切換。」

OTP雖小但其用途極廣。在車用感測器中,它是確保不同零件出廠後能進行精準校正的關鍵;在 AI 伺服器與高速運算晶片裡,它能修補記憶體陣列中損壞的位元,延長晶片壽命;在物聯網無電池的裝置中,I-fuse®以極低讀取電壓(0.4V / 1µW)就能運作,適合能量收集環境。莊建祥更明確指出,I-fuse®未來將持續鎖定Wi-Fi裝置、微控制器單元(Microcontroller Unit, MCU)等對低功耗與高可靠性有高度需求的市場,與現有的車用與工業應用形成互補布局。

在全球晶片供應鏈中,OTP 是與輸入/輸出函式庫(I/O Library)、標準單元庫、靜態隨機存取記憶體編譯器(SRAM Compiler) 並列的「四大基礎 IP」之一,幾乎每顆晶片都需要。掌握這項技術,不僅是產品設計的靈活度,更關乎先進製程的導入速度與成本控制。上峰科技的策略是在穩固現有國際客戶基礎上,藉由「晶創IC補助計畫」加速進入7奈米,並持續向更先進節點前進。透過低功耗、高可靠性的 I-fuse®,讓臺灣有機會在先進製程OTP技術上,取得與國際一線供應商並肩甚至領先的地位。

「我們希望成為各種應用場景中,最可靠、最靈活的OTP解決方案。」 莊建祥說。從成熟製程到 7 奈米,從車用到AI與IoT,這顆小小的OTP正承載著臺灣在先進製程中的另一項關鍵優勢。

|企業小檔案|
- 企業名稱:上峰科技
- 創辦人:莊建祥
- 核心技術:專注於OTP矽智財的研發
- 資本額:新台幣2億元
- 員工數:46人

|驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介|
由國科會協調經濟部及相關部會共同合作所提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」,目標在於藉由半導體與生成式AI的結合,帶動各行各業的創新應用,並強化臺灣半導體產業的全球競爭力與韌性。在此政策框架下,經濟部產業發展署執行「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,於113年鼓勵業者往AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局,以避開中國大陸在成熟製程的低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

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