英特爾公司首席執行官帕特 · 基辛格
" 計算、連接、從雲到邊緣的基礎設施、人工智能、傳感和感知。"
這是英特爾公司首席執行官帕特 · 基辛格在 4 月 12 日舉辦的 " 可持續 共未來—— 2023英特爾可持續發展高峰論壇 " 上給出的五大超級技術力量。
在他看來,我們正在邁入由這五大超級技術力量所定義的數字經濟時代。
PC 作爲數字經濟時代一個重要的生産力工具和獲取信息的重要設備,既是經濟發展的核心驅動力之一,又是可持續發展的重要抓手之一。
據 IDC 的數據顯示,現在整個中國 PC 擁有量差不多 2.25 億台,筆記本和台式機各占一半。每年的碳排量相當于 1500 萬噸标準煤的排放量或者是 3700 萬噸标準汽油的排放量。
不過,就像英特爾首席可持續發展官兼全球公共事務副總裁 Todd Brady 在和钛媒體 APP 溝通過程中提到的那樣,可持續發展一定是一個長期投資,它不是像一個開關一樣,隻要你一打開就能解決所有的問題、應對所有的挑戰。
英特爾首席可持續發展官兼全球公共事務副總裁 Todd Brady
雖然在過去不少企業從包裝設計、塑料使用以及運維階段進行了節能改進,但仍有兩大核心問題并沒有完美的解決方案:PCB(Printed Circuit Board,印制電路闆)回收和電源。
PCB 回收頑固難解
以台式機爲例, PCB 在生産過程當中的碳排放量約占整機的 45% 。而電腦裏面最爲頑固的,最難回收的東西也是 PCB 闆。
數據顯示,2019 年全國的電子垃圾總排放量是 1000 萬噸,占全球的 19%,但被記錄的回收數據隻有 15.26%,低于全球水平。也就意味着,大量的電子垃圾并沒有妥善被處理掉,其中 PCB 在電子垃圾當中占了非常重要的一部分。
PCB 的主要組成部分是覆銅闆,其中銅占比 40%、玻璃纖維占比 30%、樹脂及填料占比 30%。傳統的回收方法中,先提取 40% 的銅,剩餘的 60% 的材料是不可降解、不可分解的,處理的方法比較簡單粗暴,就是打碎之後,要麽燃燒,要麽填埋。焚燒是污染大氣,掩埋是污染大地,因此 PCB 如何回收是行業面臨的共同問題。
從電子信息産業鏈的角度來看,覆銅闆是比較專業的中間材料,是上遊原材料化工到終端電子産品之間的技術橋梁,也被形象的稱之爲 " 電子工業的地皮 "。其中 PCB 是主材,所以覆銅闆的材料特性決定了 PCB 是否可回收、可降解。
在此次峰會上,覆銅闆企業廣東生益科技國家電子電路基材工程技術研究中心首席技術專家楊中強分享了一種可降解覆銅闆技術。
他介紹了其中原理:環氧樹脂在過去的結構裏面預設特殊的化學鍵,這種化學鍵在化學環境下可以被解聚合,這個結構原來是立體網絡結構,就像蜂窩結構一樣,現在變成一個線性結構,從高分子變成小分子,就能夠像熱塑性塑料一樣溶解,能夠跟玻璃纖維脫下來。
将樹脂和玻璃纖維分解之後,另一個問題就是如何回收利用。楊中強介紹說,目前已經打通了幾個閉環," 首先是通過分離,将樹脂、填料和玻璃纖維這些降解物再回收到覆銅闆裏面,也可以用在低端的覆銅闆或者是用到塑料回收當中。另外在降解過濾當中,降解液也可以再次循環使用。"
不過,要想實現可降解、可回收材料更廣範圍的應用,在英特爾供應鏈管理經理單慧英看來,目前仍然面對一些挑戰:全國乃至全球這種材料都非常稀缺;這種材料本身的成本相對傳統材料更高;PCB 回收行業周期較長,收益較低;大衆對可回收 PCB 材料認知度相對較弱。
電源轉換效率偏低,重視程度不高
從整機系統特别是台式機系統來看,它全生命周期當中所産生的碳排放包括了四個環節:一是設計到原材料;二是生産制造;三是使用維護;四是回收再利用。
其中,在台式機整個生命周期當中産生碳排放最重要的因素就是用戶使用階段,基本上占了接近 50% 的比例。所以要降低整個台式機系統的碳排放,最核心的關鍵因素就是要降低在用戶使用階段産生的碳排放。而想要降低用戶使用階段整機系統産生碳排放,關鍵因素就是 ACDC 電源。
因此 PC 減排要解決的第二大問題就是電源。
英特爾中國區技術部總經理高宇進一步解釋稱," 一台電腦的總輸入口是就是電源,電源每提升 1% 的效率,總系統功耗的收益比是最大的。所以不管是服務器還是 PC,大家都在電源上做了各種各樣的創新,目的就是要把電源的效率再提高那麽一點。但是很不幸,在 PC 裏面大家對電源轉換效率推動還沒有到極緻,重視度還不夠。 "
根據京東2021-2022 年電源品類數據報告顯示,金牌以上級别的電源,也就是钛金、白金這兩個級别的銷量幾乎可以忽略不計,而銀牌、銅牌、無牌電源加起來的比例接近 50%,特别是無牌電源的銷售比例雖說有所下降,但是仍然有接近 40%。
在線下市場,中國目前商用 PC 領域中,使用 ATX 電源的主流還是處在能效等級銅牌這個級别。 這也就意味着,無論是線上還是線下市場,電源轉換效率還有非常大的提升空間。
提升電源效率會給節能減排帶來哪些實質性好處?英特爾中國區技術部負責台式機硬件系統的工程師楊倫算了一筆賬:目前台式機的市場保有量,包括消費類加上商用 PC 類,一共是 1.18 億台。基于這個數字,假設 ATX 電源的轉換效率能提升 5%,所節省的能源相當于每年節省标準燃煤 22.5 萬噸,标準汽油 56 萬噸,相當于每年種植了 100 平方公裏的冷杉樹林 。
對此,英特爾希望從原材料、生産制造方面、用戶使用、回收四個方面實現履責電源的探索。
在原材料環節,基于 ATX12VO 的設計可以減少大量線材使用,同時使得變壓器的結構設計簡單,體積減小,節省了變壓器的原材料;基于第三代功率半導體實現更高的工作頻率,也就意味着我們把所有的磁性元器件體積減小;采用第三代功率半導體設計的電源方案,更容易實現無風扇設計 。
在生産制造環節,實現模塊化并且是标準化,有利于廣泛适配,也方安裝、拆卸以及後期的維修等;在使用階段,希望電源至少是金牌能效以上;最後的回收階段,電源内部同樣會用到 PCB 闆,對于電源内部的 PCB 闆和主闆,電源 PCB 闆更容易實現可回收材料制作。
面對 PC 生産鏈條上存在的各種各樣的問題,在峰會上,中國電子學會牽頭的綠色計算機标準工作組正式挂牌成立,這也就意味着之後在 PC 領域,從生産制造、運行維護,到産品的回收再利用等環節将引入節能減排和綠色的設計和考量,制定具有可操作性的綠色計算機标準規範。
就像 Todd Brady 所說," 沒有任何一家公司是可以單槍匹馬來實現這些可持續發展目标的,盡管英特爾可持續發展涉及的範圍已經非常廣泛,但我們還是需要與整個供應鏈上的夥伴和供應商通力合作,一起來實現這個目标。"
(本文首發钛媒體 App,作者|韓敬娴,編輯|張敏)
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