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碳中和对硅基产业的影响,硅基智能的发展趋势

碳中和对硅基产业的影响,硅基智能

随着全球气候变化问题的日益严重,碳中和已成为各国政府和企业的热门话题。碳中和旨在通过减少温室气体排放和增加碳汇来达到碳排放量与吸收量的平衡,以减轻人类活动对气候的影响。碳中和的实施对于硅基产业带来了巨大的影响,同时也为硅基智能的发展提供了机遇。

碳中和对硅基产业带来了产业结构的调整。为了减少碳排放,许多传统的高碳排放产业将面临压力,而硅基产业因其较低的碳排放量而成为一个理想的替代选择。硅材料在太阳能、电子、汽车、建筑等领域具有广泛应用,其生产和使用过程中的碳排放量相对较低,因此在碳中和的背景下,硅基产业有望迎来新的发展机遇。

碳中和推动了硅基智能的发展。碳中和意味着资源利用的更加高效和清洁,推动了工业向智能化转型。硅基智能作为智能制造的重要组成部分,将在碳中和的背景下得到更大的发展机遇。通过智能化技术的应用,硅基产业可以实现生产线的自动化、降低能耗、提高生产效率和质量,从而减少碳排放。硅基智能还可以帮助企业实现智能供应链管理、智能节能控制等,进一步减少资源浪费和碳排放。

碳中和对硅基产业提出了更高的要求。碳中和的目标是减少碳排放并提高碳汇,这对硅基产业来说需要更高的环保意识和技术创新。企业需要通过技术升级和创新来减少碳排放,开发新的低碳产品和技术。碳中和还需要加强碳排放的监管和管理,推动整个产业链的绿色转型,包括原材料供应、生产过程和产品使用等环节。

碳中和对硅基产业的影响是显而易见的。碳中和的推动下,硅基产业有望迎来新的发展机遇,并将有效推动硅基智能的发展。实现碳中和需要硅基产业加大环保投入和技术创新,同时需要政府和企业加强合作,共同推动碳中和的实施,实现经济发展和环境保护的双赢。

碳中和对硅基产业的影响,硅基智能

作者:吴军 (硅谷来信)我们都知道,这两年有两个词很火,一个是“碳中和”,一个是“碳达峰”,都是大家很关注的话题。什么是“碳中和”?更重要的是第二个问题,如果世界普遍将“碳中和”作为一种政策目标,它对未来的商业模式和商业格局会产生什么样的影响?下面我就结合与崔屹教授(斯坦福大学能源研究中心主任,美国劳伦斯奖获得者)交流的内容,以相对微观一点的层面,来谈一谈企业如何实现碳中和。我们知道,中国已经承诺要在2060年之前实现碳中和。这是一项了不起的承诺,但从前面的信你应该也了解到了,这项事业的难度相当大。欧盟承诺2050年之前实现“碳中和”,美国虽然没有说,但很多州已经在往这个目标努力了。根据斯坦福大学普雷考特能源研究中心主任崔屹教授的估计,美国应该能早于欧盟实现这个目标。一个地区能否实现碳中和,这个任务分解下来,每个企业都会面临这个问题。那么在企业的层面我们怎么理解碳中和这件事呢?企业又怎么实现碳中和呢?实现碳中和的三个阶段:简单来讲,实现碳中和也是分阶段的,每一个阶段有一个范围,被称为scope。在第一个阶段企业要达到的是,企业的基本运营不造成碳排放,包括企业使用的能源,也来自于不排放二氧化碳的清洁能源。比如一家IT公司在一个 科技 园区办公,不使用传统 汽车 ,自己办公用电、食堂做饭用电都是园区的太阳能板提供的,这就可以实现第一阶段的碳中和。如果一家企业使用了传统能源 汽车 ,但同时这家企业每年种很多树,种树吸收了相当于企业用车所排放的二氧化碳,这也算实现了碳中和。按照上述要求,硅谷主要的IT企业都已经实现了第一阶段的碳中和。但要达到第二阶段的碳中和,要求就要高不少了。第二阶段的碳中和要求一家企业不仅日常运营的二氧化碳净排放量是零,而且企业的业务部分(比如提供服务、制造产品)的碳排放量也是零。比如像谷歌、亚马逊和微软这些公司,他们的云计算中心向广大用户提供服务,那些云计算中心的耗电量非常大。要做到第二阶段的碳中和,它们就要确保这个云计算中心使用的电能也全都是清洁能源。如果是一家制造型企业,比如服装厂,它就要保证自己的服装生产线造成的碳排放为零,才算实现了第二阶段的碳中和。不同企业做到这一级的难度会相差很大。比如钢铁厂的难度非常大,运输公司可能好一些,律师事务所相对就很容易(它的第一阶段和第二阶段要求其实差别不大)。要实现第二阶段的碳中和是一个动态的过程,过去实现了不等于今天能实现,反之亦然。比如微软,过去用光盘销售软件,这其中的碳排放量比较少。但今天它的软件变成了各种云服务(比如Office 365),就要建立云计算中心,而云计算中心的耗电量比生产光盘大多了,微软要实现第二阶段碳中和的难度就变大了。类似地,沃尔玛过去是实体店,碳排放主要就是实体店的用电,只要能保证用的电是清洁能源就差不多了。但现在沃尔玛是线上线下结合的商店,物流服务是业务的重要部分,要实现第二阶段的碳中和难度就变高了。目前谷歌、亚马逊和微软这三个互联网服务公司都已经实现了第二阶段的碳中和,还是很了不起的。它们现在都在努力实现第三阶段的碳中和。那么第三阶段的要求是什么呢?第三阶段的要求又严苛得多,它要求一家企业更进一步,确保自己的运营生产中使用的工具、材料、服务等等,也是在碳中和的条件下生产出来的。比如我们前面讲律师事务所要实现一、二阶段的碳中和比较容易,但如果要实现第三阶段的碳中和,它就要确保事务所使用的电脑、纸张等等在制造的时候碳的净排放量也是零。如果企业使用的生产工具或者材料造成了碳排放,但是这个企业自己做了特别多的减排工作,那这个企业就有了一些额外的二氧化碳配额,可以抵消那些碳排放。比如一家企业办公要用掉很多纸,但这家企业又装了很多太阳能发电板,不仅自己够用,还能提供给隔壁公司用,帮助隔壁公司减排,那额外造成的这部分减排,就可以和你用纸造成的排放抵消掉。不难想象,如果世界上所有企业都实现了第二阶段的碳中和,那么第三阶段的碳中和也就自动实现了。但是如果有一些企业还没有实现第二阶段的碳中和,你的企业买了它们的产品,就需要做更多的工作才能实现第三阶段的碳中和。有些企业做到第三阶段的碳中和相对容易,因为业务所提供的服务和商品比较单纯,比如谷歌和微软,主要的业务是软件和在线服务,那只要保证自己买来的电脑在制造过程中是零排放就行了(实际上它们是买芯片自己制造电脑)。但是沃尔玛和亚马逊要做到这一点就很困难,因为它们要保证自己货架上卖的五花八门的商品,在制造时都满足了碳中和的要求。还有像特斯拉这样的制造型企业,虽然电动车运行时容易实现碳中和,但制造 汽车 的过程,以及制造过程用到的钢铁、电池等等,它们可是会造成大量的二氧化碳排放的。所以特斯拉要实现第三阶段的碳中和也比较困难。碳中和与商业模式有怎样的关系?一家企业是否能达到第三阶段的碳中和,还和它的商业模式有关。比如同样是电商,淘宝要实现第三阶段碳中和就比京东更容易。因为淘宝上主要是第三方的商家,它们卖的商品并不属于淘宝,淘宝只是提供交易平台,所以淘宝只要保证平台交易过程实现了碳中和就可以。京东的自营商品占了很大比重,这些商品本身是属于京东的,它就要保证这些商品的制造过程都实现了碳中和,京东才能实现第三阶段的碳中和。如果全世界都要严格遵循碳中和的要求,很多企业可能就会调整自己的商业模式。打个比方,如果政府对于企业的员工福利(包括五险一金等等)没有严格要求,企业要拓展业务可能就会倾向于直接招募员工,好管理。但如果政府对员工福利提出了很高的要求,企业雇佣员工的成本变高了,那么很多企业就会倾向于将简单的工作外包出去,减轻用人成本。了解了碳中和实现的过程,我们就大致清楚了在碳中和这件事上,企业分内的责任有哪些,在不同时期企业需要考虑哪些不同的问题。碳中和会如何改变商业格局和生活方式?如果全世界要在2050到2060年实现碳中和。那么未来的商业格局和我们的生活方式都会有很大的变化。这里和你分享五点主要的变化。第一,碳配额的交易会成为一种生意。前面讲到了,不同企业实现碳中和的难度相差巨大。一个律师事务所,如果每年拿出一些钱去种树,它可能轻易就能实现第三个阶段的碳中和。但是要让钢铁厂、 汽车 厂实现第三阶段的碳中和,几乎不可能。因此它们可能需要向一些有剩余碳配额的单位去购买。第二,很多企业会改变商业模式。前面讲了,达到同样的目的,不同方式产生的碳排放是不同的。过去调整业务的时候,可能会考虑成本、便利等等,但很少会在意碳排放。比如今天的手机或者IoT(物联网)设备,随便做点事情都要和云计算中心连通一次,这很方便,但从碳排放的角度来看可能就不划算了。实现IoT更有效的方式是在一个区域(比如一座写字楼)内放一台特殊的服务器,由它来处理绝大部分终端设备的请求。今天有人把这种服务模式称为边缘计算。类似地,过去云计算公司为了更好地控制业务,会把一个软件的大部分放在云端,用户的终端设备上只有一个软件外壳,做任何事情都要和远程服务器相连,这种方式也可能发生变化。过去,很多事情做了只是省一点电钱,并不值得做,但将来如果一个企业碳指标用完了就无法营业,或者必须要花高价去买碳配额,那企业做事可能就要换一个思路了。第三,要实现碳中和,需要巨大的资金投入,这也是巨大的机会。崔屹教授估计,全世界将来的先进能源产业的产值将达到十万亿美元,而目前还只有1.4万亿美元。所谓先进能源,除了清洁能源,也包括智能电网、核电、电动 汽车 和生物燃料等所有能够有助于降低二氧化碳排放的产业。比如储能产业,未来的产值至少就有一万亿。十万亿的市场有很大的机会,但是我们需要先有投入,然后才会有产出。第四,甚至 社会 生活的一些基本结构都可能发生改变。打个比方,假如每个家庭都开电动 汽车 ,白天家里的太阳能发电设备把车的电池充满,晚上家庭用电就依靠电动车电池里面的电。那这就相当于把储能需求分散到了每个家庭,电厂就不需要准备那么多储能设备了,这就会降低发电的成本。但前提条件是,你家的电动车要能往够往电网里输电,而且能够知道输入了多少电,你家又从电网里用掉了多少电。第五,我们的生活方式也会发生改变,甚至有可能需要支付碳税。也就是说,日常生活未必会更方便。我们可能需要付出更多的钱来获得和今天同等质量的生活水平,因为企业总会把达成碳中和的成本转嫁到消费者头上。比如畜牧业会造成大量碳排放,天然肉的价格可能会提高很多,人们是否能接受呢?低收入人群的生活会受到多大的影响,他们会不会生活不下去?这些都需要具体的评估和衡量。碳中和无疑会对未来世界的发展方向造成重大的影响。我注意到国内很多媒体在谈到碳中和问题时都比较兴奋。但很多问题大家不仅没有谈到,甚至没有想到。和崔屹教授谈了几次之后我发现,碳中和的难度其实远远超出了大家的想象。碳中和的发展也会是一个动态的过程,到了2030年,我们就大致能对减排的成效有一个准确的估计。各国也会根据结果不断调整策略,力争在不影响人们日常生活便利性的前提下实现碳中和的目标

碳化硅产能

中国碳化硅技术水平全球领先

我国是全球碳化硅最大的生产国和出口国,碳化硅行业经过多年的发展,目前其冶炼生产工艺、技术装备和单吨能耗已经达到了世界领先水平,黑、绿碳化硅原块的质量水平也属世界级。

我国碳化硅技术水平还可从专利技术情况来表现,通过搜索到的碳化硅相关专利情况数据显示,截至2018年1月底,我国碳化硅相关专利申请数量达到了36008件。

近年来随着碳化硅的应用领域和应用规模越来越大,我国碳化硅专利申请异常活跃。2000年碳化硅的专利申请数量还只有183件,到2014年碳化硅相关专利申请数量达到4716件,为历史最高值。2017年碳化硅相关专利申请数量为2136件,有所回落。

中国碳化硅地位:产能、消费量全球第一 但产能利用率低

中国是碳化硅最大的生产国和消费国,目前大约有200多家生产企业从事碳化硅冶炼。根据前瞻统计的数据显示,2016年全球碳化硅的产能在310万吨左右,其中中国碳化硅产能为230万吨左右,占据全球75%左右的份额。除了中国以外,世界上主要的碳化硅生产地集中在美国、俄罗斯、德国、荷兰、日本等国。

中国也是碳化硅最大的消费国。2016年,中国的消费量达到了65万吨左右,占据全球50%左右的消费市场份额。

由于我国碳化硅行业产能过剩严重,导致行业产能利用率低,多数企业的开工率不足5成。具体为黑碳化硅约为60%,绿碳化硅为30%,综合开工率为50%。产能的严重过剩,导致行业竞争加剧,企业整体只能维持微利。

图表3:全球碳化硅产能分布(单位:%)深加工、高附加值的碳化硅制品是行业未来转型方向

《中国制造2025》以及“十三五规划”都明确将碳化硅行业定位为重点支持行业,国内的国家电网、中国中车、比亚迪、华为等公司都针对碳化硅在智能电网、轨道交通、电动汽车、手机通信芯片等领域的应用开始陆续加大投资,碳化硅行业在国内方兴未艾。

然而现实是,当前我国碳化硅主要用于耐火材料和磨料磨具等传统低端应用领域,附加值低。面临为用途越来越广泛和精细的碳化硅市场,未来向深加工、高附加值的碳化硅制品转型是行业发展的关键所在。

以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院发布的《中国碳化硅行业市场前瞻与投资规划分析报告》,同时前瞻产业研究院还提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。

碳化硅行业行情前景

本文章由湖南贝哲斯信息咨询有限公司研究发布,转载请注明来源。 以碳化硅为代表的第三代半导体具有出色的性能,例如高频、高效率、高输出、耐高压、耐高温和强抗辐射性,众多特点切合节能减排、智能制造、信息安全等国家重大战略需求,它们支撑新一代移动通信、新能源 汽车 、高速轨道列车等产业自主创新发展和转型升级的中心核心材料和电子元器件,已成为全球半导体技术和产业竞争焦点。 碳化硅性能优势明显 由于碳化硅的禁止宽度是硅的三倍,所以碳化硅器件的泄漏电流明显小于硅器件的泄漏电流,从而降低了功率损耗。碳化硅能耐高压,并且其击穿电场强度是硅的十倍以上。碳化硅能耐高温。 碳化硅的热导率比硅更高,这使其更易于散发器件的热量。 目前各种碳化硅器件的成本是硅基器件的2.4-8倍,其中衬底成本和外延成本最高,分别占47%和23%。 从全球碳化硅衬底市场格局来看,美国的CREE在2018年以62%的市场份额领先,美国的II-VI,市场份额约为16%。 美国制造商主导着碳化硅市场。 电动 汽车 推动碳化硅市场爆发 第三代半导体另一个重要产品碳化硅,则将受益于电动 汽车 行业的快速成长而迎来爆发机会。 随着新能源 汽车 的发展,对功率半导体器件的需求日益增长。数据显示,传统燃料 汽车 中,半导体器件的平均价值为355美元,而新能源 汽车 中,半导体器件的价值为695美元,几乎翻了一番,功率器件的增长最为显著,从17美元增加到265美元,增长幅度近15倍。目前市场上,用于新能源 汽车 的大多数功率半导体都是硅基器件,例如硅基IGBT和硅基MOSFET。随着技术和产品的成熟,第三代半导体将逐渐取代大多数硅基产品,市场对碳化硅的需求量越来越大。 在2019年,以碳化硅为代表的第三代半导体电力电子设备应用在电动 汽车 领域取得了快速进展。全球有20多家 汽车 制造商在其车载充电器中使用碳化硅器件。特斯拉Model 3逆变器使用ST Microelectronics的全碳化硅功率模块。各 汽车 制造商都计划于未来几年内将碳化硅电力电子器件用于主逆变器中。在充电基础设施方面,台达联手通用等合作开发,将碳化硅功率半导体器件应用于400KW的拆快读充电器中。在电驱动方面,Cree联手,双方都已达成战略合作协议,促进使用基于碳化硅的逆变器开发电驱动动力总成。 碳化硅在光伏产业中的应用 在太阳能应用中,基于硅器件的传统逆变器的成本约占系统的10%,但却是导致系统能量损耗的主要原因之一。将碳化硅MOSFET或碳化硅MOSFET与碳化硅SBD结合的功率模块的光伏逆变器可将转换效率从96%提高到99%以上,能源消耗有50%以上的降幅,并且设备使用寿命能够提升50%,达到减少系统体积、增加功率密度、延长设备寿命和降低制造成本的效果。高效率、高功率密度,高可靠性和低成本是太阳能逆变器的未来发展趋势。在组串式和集中式光伏逆变器中,碳化硅产品有望逐步取代硅基器件。 碳化硅产业链依次为上游衬底,中游外延晶片制造,下游器件制造。从整个碳化硅产业来看,美国、日本和欧洲是产业内部的三老巨头。美国全球独大,占世界碳化硅产量的70%至80%。CREE在碳化硅晶片市场中的市场份额高达60%;欧洲拥有完整的碳化硅衬底、外延、器件和应用程序的产业链,并且在全球电力电子市场中拥有较强的影响力。日本是设备和模块开发方面的绝对领导者。自上世纪八十年代以来,美国、日本和欧洲等发达国家一直将宽禁带半导体技术置于极其重要的战略地位,以保持在航空航天、军事和技术上的领先地位。这些国家和地区在碳化硅半导体领域,已走在世界前列。碳化硅半导体器件产业化主要以英飞凌、Cree公司、GE和罗姆公司、丰田公司等为代表。 国内碳化硅半导体企业正全力赶超 与美日欧相比之下,我国碳化硅企业在技术、产能等方面虽然仍有欠缺,国内拥有全球最大的消费市场,增长速度高于世界平均水平。国第三代半导体产业从 2015 年开始高速增长,从终端市场看未来应用将广泛扩展到人工智能、新能源 汽车 、自动驾驶、5G 技术、车联网等领域。第三代半导体器件在新兴应用领域的渗透迅猛,国内市场化进度显著快于国外。当前我国碳化硅产业链已初具规模,具备将碳化硅产业化的基础,国内企业有望在本土市场应用中实现弯道超车,一些代表性的企业如天科合达、山东天岳、河北同光等竞争力不断提高。 碳化硅半导体具有广泛的潜在应用,在新能源 汽车 、太阳能发电和其他电力相关领域均具有潜在价值。随着下游行业对具有轻量化、高转换效率和低发热特性的半导体功率器件的需求不断增长,工业发展不可避免地要用碳化硅代替功率器件中的硅。碳化硅单晶和外延材料的高成本、材料缺陷等问题尚未完全解决,制造难度高,不成熟的器件封装无法满足高频和高温应用的需求,全球碳化硅技术与产业距离成熟尚有一定的差距,因此碳化硅器件市场的扩张步伐在一定程度上受到限制。 碳化硅材料具有出色的耐热性、耐腐蚀性和导热性,应用前景非常广阔。作为第三代半导体材料,碳化硅得到外界越来越多的关注和重视,现已成为国内外研究热点。未来发展空间不可限量。在各国加紧布置的国内也需要加快碳化硅半导体的整体研究与开发,创建一个独立且具有国际竞争力的碳化硅材料和器件产业。 联系邮箱: info@globalmarketmonitor.com 转载请关注公众号 Market Monitor

合盛硅业前景

合盛硅业具有较好的发展前景。

合盛硅业股份有限公司于2005年08月23日在嘉兴市市场监督管理局登记成立。公司在浙江嘉兴、四川泸州、新疆石河子、新疆鄯善、新疆奎屯分别设有生产基地,是中国采用“煤电硅”一体化循环经济产业园发展模式,同时生产工业硅、有机硅、石墨电极的企业之一。经过十几年的深耕,公司已拥有完整的硅产业链,其中工业硅产量连续6年位列中国第一。

作为行业领先的百强企业之一,公司旗下当前有三十一家全资或控股子公司,2017年上交所主板A股上市,截止当前已有职员工近万人。2019中国石油和化工民营企业百强(第37位)。

公司也是行业内为数不多的能同时生产工业硅、有机硅及多晶硅,从而形成协同效应的企业之一。2019年浙江企业百强榜排名第52位。目前来看合盛硅业具有较好的发展前景。

拓展资料:

1.合盛硅业核心竞争力主要体现有:  

1)技术优势:公司在发展壮大的过程中高度重视自主研发和技术积累,完整掌握了工业硅及有机硅全产业链生产的核心技术。

2)产业链优势:公司是我国硅基新材料行业中业务链最完整,也是行业内为数不多的能同时生产工业硅和有机硅,从而形成协同效应的企业之一。

3)业务布局合理优势:公司的工业硅业务主要集中在新疆,当地具有原材料、能源等资源丰富,价格较低的优势。  

4)内部管理优势:公司自成立以来,一直重视从内部挖掘发展潜力,不断提高内部管理效率。公司一方面通过提高设备自动化水平来提升生产效率,另一方面也通过提升人员素质、优化内部管理体制来提高员工工作效率,公司的人员利用效率在同行业中处于较高水平。

5)品牌和质量优势:公司目前已成为国内最大的工业硅及有机硅产品生产企业之一。

硅基智能

硅基智能的核心就是打造硅基劳动力。始终专注于全球AI技术的研发与商业化智能交互的实践落地,拥有顶级的AI研发团队,在语音识别、多模态识别、声纹识别、意图识别等技术领域均掌握核心技术,在实验室里面造出的“数字人”在金融、保险、公安、政务等领域大显身手,不仅创造了巨大的经济效益,也创造了巨大的社会效益。

其智能客服,大屏数字人、同屏数字人、VPPT数字人、直播数字人和克隆人等虚拟数字人被广泛应用于咨询、营销、客服、娱乐、传播、教育、医疗、旅游、政务、交通等众多行业的数字化商业服务交互场景中,是新时代数字经济生态发展的驱动者、创新者。

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