Інновації в матеріалах та технології низького енергоспоживання стимулюють трансформацію галузі
Під подвійним поштовхом – досягнення глобальної вуглецевої нейтральності та пробудження екологічної свідомості споживачів – індустрія сенсорних мікроперемикачів переживає «зелену» трансформацію. Виробники активно реагують на політичні рекомендації та вимоги ринку за допомогою інновацій у сфері матеріалів, досліджень та розробок енергозберігаючих технологій, а також дизайну, що дозволяє переробляти матеріали, що прискорює прогрес галузі до сталого розвитку.
Зумовлені як політикою, так і ринковими силами, вимоги щодо захисту довкілля стали центром уваги галузі
Згідно з «14-м п’ятирічним планом енергозбереження будівель та розвитку зеленого будівництва», до 2025 року Китай завершить енергозберігаючу реконструкцію 350 мільйонів квадратних метрів існуючих будівель та побудує понад 50 мільйонів квадратних метрів будівель з наднизьким споживанням енергії. Ця мета змусила всі ланки промислового ланцюга трансформуватися, і галузь електронних компонентів не є винятком. У «Плані реалізації заходів щодо сприяння зеленому споживанню», виданому Національною комісією з розвитку та реформ, додатково уточнюється, що частку ринку зеленої та низьковуглецевої продукції необхідно значно збільшити, а енергозбереження та охорона навколишнього середовища стали основними показниками інновацій підприємств.
З боку ринку значно зросла перевага молодих груп споживачів щодо екологічно чистих продуктів. Дані показують, що потенційні користувачі транспортних засобів на нових джерелах енергії серед поколінь після 80-х та 90-х років становлять понад половину, а темпи зростання продажів енергозберігаючих побутових приладів перевищили 100%. Ця концепція споживання, яка «вимагає як продуктивності, так і захисту навколишнього середовища», спонукала виробників інтегрувати екологічний дизайн протягом усього життєвого циклу продукту.
Матеріальні інновації
Традиційні перемикачі здебільшого використовують металеві контакти та пластикові корпуси, що створює ризики споживання ресурсів та забруднення. Сьогодні виробники подолали цю проблему, застосовуючи нові матеріали:
1. Гнучкі електронні матеріали та провідні полімери: Гнучкі матеріали дозволяють перемикачам адаптуватися до пристроїв з вигнутою поверхнею, зменшуючи структурну складність; провідні полімери замінюють металеві контакти, зменшуючи ризик окислення та подовжуючи термін служби.
2. Біорозкладні матеріали: Наприклад, трибоелектричний наногенератор на основі бавовняної тканини, розроблений Уханьським текстильним університетом, який використовує відновлювані матеріали, такі як хітозан та фітинова кислота, поєднує вогнестійкість та біорозкладність, що пропонує нові ідеї для проектування корпусів вимикачів.
3. Конструкція компонентів, що підлягають переробці: Мікроперемикач магнітної індукції Jiuyou Microelectronics зменшує використання металу завдяки безконтактній структурі, що полегшує розбирання та переробку компонентів, а також зменшує утворення електронних відходів.
Технологія низького енергоспоживання
Споживання енергії є ключовим показником захисту довкілля для електронних компонентів. Візьмемо, наприклад, Jiuyou Microelectronics. Їхній магнітно-індукційний мікроперемикач замінює традиційні механічні контакти магнітними принципами керування, зменшуючи споживання енергії більш ніж на 50%. Він особливо підходить для сценаріїв з живленням від батарей, таких як розумні будинки, значно подовжуючи термін служби акумуляторів пристроїв. Однопровідне інтелектуальне рішення Wi-Fi перемикача, запущене Espressif Technology, використовує мікросхему ESP32-C3 зі споживанням енергії в режимі очікування лише 5 мкА, що вирішує проблему мерехтіння лампи, спричиненого високим споживанням енергії в традиційних рішеннях.
Крім того, термочутливий трибоелектричний наногенератор (TENG), розроблений Тяньцзіньським політехнічним університетом, може автоматично перемикати свій робочий режим відповідно до температури навколишнього середовища, починаючи з 0℃ та вимикаючись при 60℃, забезпечуючи розподіл енергії на вимогу та надаючи транскордонне натхнення для інтелектуальних та енергозберігаючих комутаторів.
Аналіз випадку
Магнітно-індукційний мікроперемикач, випущений компанією Jiuyou Microelectronics у 2024 році, є еталоном у галузі. Його основні переваги включають:
Безконтактна конструкція: Заміна фізичного контакту принципом магнітної індукції зменшує знос, а термін служби збільшує його втричі;
Висока сумісність: три електричні контакти сумісні з різними типами пристроїв, підтримуючи такі сценарії, як розумний дім та промислова автоматизація;
Низьке енергоспоживання: економить 60% енергії порівняно з традиційними комутаторами, допомагаючи термінальним пристроям продовжити термін служби батареї.
Ця технологія не лише відповідає стандартам ЄС RoHS щодо захисту довкілля, але й зменшує залежність від рідкісних металів та зменшує вуглецевий слід ланцюга поставок, що робить її типовим прикладом зеленого виробництва.
Перспективи на майбутнє
Оскільки система сертифікації вуглецевого сліду поступово вдосконалюється, підприємствам необхідно впроваджувати концепції захисту навколишнього середовища по всьому ланцюжку, від матеріалів, виробництва до переробки. Експерти пропонують за допомогою механізмів стимулювання, таких як «вуглецеві кредити», споживачів ще більше заохочувати обирати екологічні продукти. Інновації таких підприємств, як Jiuyou та Espressif, демонструють, що захист навколишнього середовища та продуктивність не суперечать одна одній – продукти з низьким енергоспоживанням, тривалим терміном служби та високою сумісністю стають новими фаворитами на ринку.
Можна передбачити, що зелена революція в галузі сенсорних мікроперемикачів прискорить її проникнення в увесь промисловий ланцюг, сприяючи розвитку галузі виробництва електроніки до «безвуглецевого майбутнього».
Час публікації: 29 квітня 2025 р.
