《MIT Tech麻省理工科技評論》4/25
* 【美國科學家研發出迄今最白塗料,可使建築物降溫】
近日,美國工程師研制出了迄今為止最白的塗料,給建築物塗上這種塗料或許能給它們降溫,從而減少對空調的需求。據悉,研究人員篩選了 100 多種材料,測試了 10 種不同的配方,最後用高濃度硫酸鋇研制出了這種超白塗料。這種新的最白塗料配方最高能反射 98.1% 的陽光(此前研制出的超白塗料能反射 95.5% 的陽光),同樣能將紅外線熱量從物體表面散射出去。
* 【SpaceX「龍」飛船成功與國際空間站交會對接】
SpaceX「龍」飛船成功與國際空間站交會對接,載有 4 名太空人的SpaceX「龍」飛船在甘迺迪太空中心發射升空。本次載人飛行任務也是 SpaceX 與美國國家太空總署第二次商業載人太空發射任務。
* 【以色列研究人員發現「大腦飢餓」作用機制】
耶路撒冷希伯來大學和魏茨曼科學研究所的研究人員與倫敦大學瑪麗皇后學院的英國同行合作,發現了「大腦飢餓」的作用機制,有望在減肥方面取得突破性進展。該研究指出一種黑皮質素 4 受體(MC4 受體)控制著我們身體的飽腹感,同時也可以由一種藥物觸發。
* 【MIT 物理學家通過研究黑洞自旋以尋找暗物質拖拽黑洞證據】
MIT 的物理學家們研究了黑洞的自旋以尋找暗物質減慢黑洞自轉的跡象。研究小組研究了 45 個黑洞雙星的自旋,並計算了當這些黑洞跟一種被稱為超輕玻色子的假想粒子在一定質量範圍(1.3x10^-13 電子伏到 2.7x10^-13 電子伏)內相互作用其旋轉速度會有多快。結果他們發現,兩個黑洞的旋轉速度太快,以至於無法跟超輕玻色子發生任何相互作用。這個結果表明在這個質量範圍內的超輕玻色子不是暗物質,或者也許真的沒有暗物質這種東西。
* 【透明奈米層或帶來轉化效率超過 26% 的太陽能電池】
來自于利希研究中心的太陽能研究人員領導的一個國際工作組設計了一種用於太陽能電池前端的奈米結構透明材料,這種材料有望幫助硅太陽能電池轉化效率超過 26%。相關研究已經發表在著名科學雜誌《自然能源》上。
* 【俄羅斯改進型鈣鈦礦光電池降低能量損失】
俄羅斯國立研究型技術大學(MISIS)科研人員使用氧化鎳納米粒子和結構開發出一種新型光電池,可為物聯網無線設備、健身跟蹤器、智能手錶和耳機提供能量。相關研究結果發表在國際期刊《太陽能材料及電池 》上。
* 【美日將共同開發 6G 移動通信技術】
美國總統拜登和日本首相菅義偉同意共同投資 45 億美元,開發被稱為 6G 或「超越 5G」的下一代通信技術。兩國領導人在華盛頓會晤後發佈的一份聲明顯示,兩國將投資於安全網絡和先進信息通信技術的研究、開發、測試和部署。其中,美國已承諾為此提供 25 億美元,日本承諾提供 20 億美元。
* 【MIT 研究人員利用奈米炭黑讓水泥具備導電性,或帶來新採暖系統】
MIT混凝土可持續性中心 (CSHub) 和法國國家科學研究中心 (CRNS) 的研究人員,通過將高導電性納米炭材料(碳奈米纖維、奈米管、奈米炭黑和氧化石墨烯)引入到混合物中制備出大量具有導電性能的非均相水泥復合材料樣品。該材料施加低至 5 伏的電壓可以將水泥樣品的溫度提高到 41 攝氏度,這或可以替代傳統的輻射暖系統。
* 【「毅力」號探測器首次在火星成功制氧】
「毅力」號探測器在火星上首次成功從火星大氣中產生了 5.4 克氧氣,這為宇航員未來探索「紅色星球」鋪平了道路。
* 【天文學家用 9 架太空望遠鏡觀測了比鄰星猛烈耀斑】
一個天文學家團隊使用 9 架望遠鏡發現了一個來自太陽最近的比鄰星 (Proxima Centauri) 的極端爆發或耀斑。他們的研究成果已發表在《The Astrophysical Journal Letters》上,它將有助於指導尋找太陽系以外的生命。
* 【哈佛大學科學家受摺紙啓發,開發新一代穩定的充氣結構】
哈佛大學約翰·A·鮑爾森工程與應用科學學院(SEAS)的研究人員受摺紙啓發,開發了雙穩態充氣結構。這些結構部署後鎖定在原地,不需要持續的壓力,可為新一代堅固的大型充氣系統提供更直接的途徑。該研究發表在《自然》雜誌上。
* 【EPFL 的科學家研發出超低損耗的氮化硅集成光子電路】
洛桑聯邦理工學院(EPFL)的科學家們開發出了超低損耗的氮化硅集成電路(IC),集成電路的損耗為 1 dB/m,是非線性集成光子材料的紀錄值。這種類型的超低損耗對於允許使用片上波導合成、處理和檢測光信號的集成光子學來說至關重要。
* 【瑞典隆德大學研究發現關鍵肌肉基因與 2 型糖尿病有關】
瑞典隆德大學的一個研究小組發現,在 2 型糖尿病患者中,一個特定的基因對肌肉乾細胞創造新的成熟肌肉細胞的能力非常重要。該研究結果發表在《自然通訊》上。
* 【英特爾第一財季營收 197 億美元,淨利同比降 41%】
英特爾公佈 2021 財年第一財季財報。報告顯示,英特爾第一財季營收為 197 億美元,與上年同期的 198 億美元相比下降 1%;淨利潤為 34 億美元,與上年同期的 57 億美元相比下降 41%;不按照美國通用會計准則的淨利潤為 57 億美元,與上年同期的 61 億美元相比下降 6%。
電壓源並聯計算 在 綠色公民行動聯盟Green Citizens' Action Alliance Facebook 的最讚貼文
◆ 能源轉型並非零和對立,而是多元環境價值的追求
近來隨著藻礁公投的連署升溫,台灣社會對能源政策的討論可以說是這幾年來的新高,作為長期關注能源轉型的團體,綠色公民行動聯盟樂見有越來越多人願意討論能源轉型、氣候治理的議題,但令人憂心的是在藻礁公投所涉及的各種討論中,「核電」這個最沒有討論價值的假命題,又在國民黨以及擁核派的惡意操弄下浮現檯面,不僅無助於解決藻礁爭議,甚至遮掩了其他有待討論的重要問題。
◆ 過時核電是假命題,根本無法拯救藻礁
在這些討論之中最錯誤的理解與詮釋,就是試圖藉機重新炒核電冷飯的擁核派,為了拉抬核四重啟公投的聲勢,故意搭上搶救藻礁的列車,甚至將今日藻礁保育的困局,顛三倒四、邏輯錯亂的怪罪在2025非核家園的期程上。而國民黨在上次總統大選中所提出的能源政策,除了「重啟核四」之外,可說是一片空白。從不關心能源轉型的國民黨及擁核團體猛蹭藻礁熱度,讓民眾擔憂藻礁公投是否會讓核電這個選項重新被考慮,但從現實上來看,核電完全無法作為解決藻礁爭議的替代方案,「守護藻礁」與「重啟核電」兩者之間可以說是毫無關聯。
📌核四尚未完工,時間根本來不及
根據政府正式評估,核四工程並未完成,若要重啟興建需要至少7年以上的時間,並追加投入將近五百億的預算。最保守地說,也就是即使核四公投通過,核四最快可能要也要2030年才可以運轉供電(其實還可能要更久),對於第三天然氣接收站表定的供氣時程完全無濟於事。
📌核二、核三無法延役,並非可行方案
核二與核三都已經超過法定申請延役的時間點,於法無法繼續延役。最重要的是,核二廠兩座機組的燃料池都已經爆滿,在無法裝載更多新燃料棒的情況下,表定今年12月除役的核二廠1號機甚至預估僅能運轉到今年6月,形同提前除役,根本無延役之可能。同樣的,核三廠的燃料池也在將滿的狀況,缺乏延役空間。
簡言之,2025年非核家園並非什麼意識形態掛帥的政策,而是綜合了核電廠使用年限、延役法規規範以及核電廠燃料池空間限制等眾多因素下的自然淘汰結果。即使8月藻礁公投通過了,也不可能改變上述客觀條件。因此,如果有任何人說「我們可以透過重啟核四或延役老舊核電廠來拯救藻礁」,或是威脅「假如第三接收站工程延宕,將不得不起用核電來彌補電力缺口」,我們都必須嚴正地聲明,這些都是罔顧現實的謊言。
◆ 藻礁議題並非環境保護與經濟發展的對立,而是多元環境價值的追求與權衡
不論是站出來守護藻礁的朋友,或是關心台灣能源轉型目標的夥伴,我們其實都是夥伴,都是試著創造更為環境友善的未來。因此,藻礁議題所呈現的絕對不是「環境保護」與「經濟發展」之間的對立,而是考驗我們如何全面性地爬梳與理解這個議題的不同面向及影響,並且努力同時兼顧多種環境議題與價值。
綠盟長期倡議能源轉型,我們認為天然氣在台灣「非核減煤」的能源轉型中扮演關鍵的過渡期選擇,不論是從減少空污健康成本或是抑制溫室氣體排放的角度來看,用碳排與空污都較燃煤來得低的天然氣來逐步淘汰燃煤發電,確實是目前台灣能源轉型應該前往的方向。而為了因應未來燃氣發電的燃料需求,也確實有必要擴充台灣的天然氣接收量,因此第三接收站確實有興建必要,然而是否真的只能蓋在珍貴的藻礁附近?是否有其他替代方案?確實是值得討論的問題。
許多關注能源轉型的朋友最在意的是:倘若藻礁公投通過,第三接收站重新選址,將會帶來什麼樣的影響?確實,在過去政府與中油從未認真評估替代方案可行性並試圖克服難題的情況下,第三接收站若在此時重新選址,將不可避免地衝擊大潭電廠燃氣機組供氣期程,經濟部日前表示這可能會在2025年影響約6%的備用容量率(另一說為台電總經理在公聽會中提到的2.4%),也會影響台中火力發電廠「煤轉氣」的減煤時程等等。
我們必須強調,上述這些影響即使真的發生,也不代表台灣能源轉型的道路就陷入窘境。以電力備用容量率來說,三接重新選址可能會讓2025年備用容量率降為11%左右,低於法定15%,但台灣在2014年到2018年間的備用容量率也都低於15%,其中更有三年低於11%,可能造成供電壓力提高,但也並未出現缺電危機,並且也可藉由更好的尖峰用電抑制政策來調適;至於三接重新選址對減碳、減煤的影響,也可以透過更為積極地推動再生能源、儲能技術、用電大戶節電等政策來因應。環境規劃協會理事長趙家緯便計算出,透過拉高2025年光電目標至25GW,以及延續過去4年共約44億度的節電成果,將可以在2025年時彌補因為三接重新選址所造成的燃氣電力供給落差。
可能會有人認為,以上這些因應措施都建立在許多其他能源政策的搭配與落實上,因此充滿不確定性,但我們必須強調:能源轉型政策原本就是包括供給端與需求端在內的多種政策工具的組合,就如同核電並非不可取代,因為接收站重新選址而出現的過渡性影響也並非無法透過其他政策來克服。這些課題恰恰是台灣整體社會在多元環境價值的追求與權衡中勢必得開啟的討論。
◆ 能源議題不該被公投簡化、更不該變成政治對決
台灣討論能源使用熱度最高的時刻,並不代表是台灣民眾對於能源議題最清楚利弊得失、最能做出正確判斷的時刻,這是2018年公投帶給社會最大的警示。公投法修正後的第一次民主實驗,過程匆促混亂,假訊息滿天飛,最後甚至依靠小抄來投票的過程,出現了負面效應,直接民主機制被濫用,甚至當作政治動員操作的工具。我們認為,缺乏社會對話、資訊公開的投票動員,往往會回歸政黨對決的邏輯,無法協助我們更加理解能源政策的各個面向,重點毋寧是更為全面、開放且嚴謹的公共政策討論機制與參與。
在藻礁這一議題上,我們也必須理解正是因為這幾年下來,缺乏妥適的公共政策討論程序,再加上2018年時賴清德前院長罔顧專業的「三接換深澳」發言,以及《環評法》本身的弊病導致專家學者針對替代方案的建議未被妥善評估採納,才使得今天需要走到訴諸公投的地步。
許多人擔心,即使客觀條件明確地排除了核電的選項,但在國民黨與擁核團體的搧風點火下,是否許多關心藻礁的民眾會誤信「以核護礁」的謊言,連帶地也支持8月的「重啟核四公投」?對此,我們的確也感到十分憂心,國民黨目前一方面支持藻礁公投,一方面卻故意忽略不提發起藻礁公投與聲援連署的團體都是長年反核立場堅定的團體,甚至藻礁公投的理由書主文中非常明確地陳述了「非核」的立場。
我們相信很多環保運動的支持者跟我們一樣焦慮,因此在此要呼籲各位朋友,不論你對這場公投是持支持或反對立場,都應該堅定地駁斥國民黨與擁核團體的謊言:重啟核四無助於守護藻礁,也無助於減煤減碳的時程,核電的使用只會造成更為嚴重的環境破壞與風險,更拖累了我們因應氣候危機的行動。也希望有更多朋友能從現在到公投那天,我們都會持續堅定地粉碎核電集團的謊言,阻擋核四重啟公投的通過。
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延伸閱讀:
▸趙家緯:台灣粉紅風暴、藻礁公投,為何專業決策沒在專業機制中解決?
https://pse.is/3bfyd7
▸我們是戰友,不是仇敵:對公投整體局勢評估與因應對策
https://pse.is/39rucm
▸顏東白/三接在桃園興建與否對能源轉型的影響
https://pse.is/3cqmnj
電壓源並聯計算 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的最佳解答
2021年五大科技趨勢深度剖析
2021-01-18 09:09 聯合新聞網 / CTimes零組件
【作者: 編輯部】
2021年已經到來。在新冠疫情的陰霾中,半導體業繼續踩著既定的步伐往前邁進。在2021年,有哪些值得期待的半導體產業趨勢呢?CTIMES封面故事本月份的特別企劃,重點選擇了今年度值得關注的五大科技趨勢,這五大科技趨勢分別是:Open RAN、AI加速、工業數位轉型、第三代半導體,以及數位資訊醫療照護等。且聽本刊編輯部為各位讀者細說道來。
Open RAN
自從蜂窩式網路首次被數位化並展開2G通訊以來,其發展迅速,並且每一代技術的複雜性都在發生變化。近年來,行動網路的資料數據量不斷地增加,並大量支援各類新業務與應用場景,使得接下來的5G系統必須考慮更大的行動數據量與設備連接性。
無線接取網路(Radio Access Network;RAN)的設置,除了必須考量關鍵性能指標要求、網路商業營運能力,還有具備持續演進能力等三大因素之外,全球電信營運業者也希望有機會與第三方設備供應商合作,來推動介面的開放性並走向標準化的制訂,如此才有機會進一步降低設備成本。因此,5G無線接取網路的基礎架構必須走向開放化、虛擬化、靈活性以及與節能等趨勢。
在早期,電信營運商若有基地台建置需求,都必須向傳統電信設備商(例如Ericsson、Nokia、中興、華為等)購買基地台設備。這些營運商總是可以透過一個固定的電信設備供應商來提供其核心網路設備,儘管有效提升了整體的性能,但代價則是降低了來自不同供應商的RAN設備之間的互操作性。結果,使用這樣的解決方案很難將無線電和基頻元件供應商整合在一起。
到了接下來的第五代行動通訊系統(5G NR),將開始導入O-RAN(Open Radio Access Network)網路系統。透過O-RAN這樣的開放架構,未來營運商可跳過傳統電信設備商,直接向硬體設備業者(如廣達、中磊這類廠商)採購電信設備,除了有利於創建高靈活性的下一代無線網路,台灣資通訊廠商更有機會切入此傳統封閉的電信設備系統,建構出一套新的商業模式。
O-RAN架構以智能和開放的原則為基礎,是在具有嵌入式AI驅動的無線電控制的開放式硬體和雲端,構建虛擬化的RAN。O-RAN聯盟正在將無線電接取網路產業轉變成為開放、智能、虛擬化和完全可互操作的RAN架構。O-RAN標準透過更快的創新,可實現更具競爭力和靈活性的RAN供應商生態系統,而基於O-RAN的行動網路更能有效提高RAN部署和運營的效率。
AI加速
當前防疫所需的非接觸性應用、未來新常態的遠距應用,以及實現永續發展的自動化應用,成了數位轉型策略的重要引子—人工智慧(AI)技術則是主藥,從分析大數據的雲端平台,到即時決策的邊緣終端,凡是數據所在,都會看到AI更顯著地牽引著各大產業質變的動向。
國際數據資訊(IDC)2020年推出的報告預測,全球在AI系統上的支出將加速成長,2019~2024年間的年複合成長率(CAGR)可高達20.1%。因為對企業而言,要在數位轉型的過程中維持競爭力,人工智慧技術佔了部份。
疫情刺激市場快速轉型,AI猛地從產業部署的藍圖要塞上,躍然化為戰場主將,改善實際應用的效率,並推動新興的產業合作模式,將是後疫情時代的發展重點。2021年AI將會加速發展,但如何加速?答案或許可見於兩大面向。
其一,產業將會加速分工,鏈結從資料中心到裝置終端的開發資源。2020年NVIDIA與Arm的併購案就能當作這項趨勢的楔子。
累積多年的GPU研發與應用資源,NVIDA對雲端AI運算的核心技術可說是勢在必得,未來若成功將Arm在行動運算上的廣泛佈局納入麾下,就能在智慧應用普及化的龐大運算架構中,更快速地實現高度整合且易於彈性部署的AI解決方案。
雖說在商業上,這是在整併業務與開發資源,但就技術發展而言,卻是在深化集中式與分散式資料管理的分工模式。AI是改變未來科技開發與應用的首要關口,要加速AI落地,更細緻的產業分工,會是這條轉型之路起點上的一小步。
其二,AI應用將會加速,確切的說,產業將更積極建立AI應用的規則性,這不僅能確立問責AI的機制,實現負責任、可信、可靠的智慧運算(responsible AI),對加速技術普及來說,也至關重要。
AI應用涉及更複雜的軟硬體整合,從演算法的智財權界定、開發規則制定甚至是標準化,到通用或客製專用硬體的開發模式創新,最後是在大小規模裝置上,處理推論與做出決策時的資料可溯性與合法性問題,這些目前都還存在不少潛在疑慮。
2020年我們看到了由G7成員國提出的AI全球夥伴關係(Global Partnership on AI;GPAI)成立,業界亦有微軟、國際標準化組織(ISO)等跨域共組的AI Global非營利組織,還有前身為MLPerf的開放工程聯盟(MLCommons)集結了更多的產業要角,共同推動機器學習技術的開發與應用。
正是有了產業共識,才能延續並穩定這波AI成長的動能,而在2021年,這些針對AI應用的跨國跨界協商與規則訂立將會持續。
工業數位轉型
2020疫戰,不僅改變了人們的生活日常,更極速的驅動了數位轉型及發展。這場全球化的疫情已從根本改變了人們的生活方式,並史無前例的加速了數位生活轉型。從一般生活層面、企業端,到製造業,都正經歷著一波數位轉型的革命。事實上,數位轉型早在疫情之前,各企業早就已經開始陸續佈局,然而疫情的突然到來,讓各企業原本的數位轉型加速進行,一波快速數位轉型的革命,正如火如荼的開展。然而所有的企業都一樣,在數位轉型的路上,總是遇到重重的關卡與挑戰,需要進一步克服。
事實上,不管任何企業,數位轉型都是一段漫長的旅程,例如正在工業4.0的框架下,加速邁向智慧化的製造業也不例外。製造業涵蓋多項設備,正以智慧工廠為目標,並朝向「自主化」的趨勢發展。目前製造業轉型面臨的痛點,包含產線設備效能有限,無法因應新興的與複雜的工作負載;過去部署的設備與新購入的設備整合不易,缺乏即時反應;以及設備、系統的安全性等。
為了解決上述痛點,成功的智慧化解決方案可由四個面向切入,分別是:效能、即時處理能力、資安與功能性安全。這「四大要件」在IIoT的部署中,扮演重要角色,將直接影響各式工業的發展,從工廠自動化、現有工廠設備的整合,到作業負載的整合,以及機器人的應用等。在智能化工廠的自主化發展趨勢中,下列幾點需要特別注意:
●可擴展的計算能力,以省電的方式解決不同的工作負載;
●結合安全性與即時性,避免系統故障或網路受損的潛在風險;
●隨著系統複雜性增加,來自多個感測器(如:視覺、雷達及光達)的感測器融合(Sensor fusion)訊息必須結合機器學習,得出準確及可行的資訊;
●所有硬體皆須透過整體性的規模設計,以運行自主系統所需的複雜工作負載,並同時具備高效能以進行商業部署。
第三代半導體:SiC & GaN
第一代半導體是矽(Si),第二代是砷化鎵(GaAs),目前市場所談的第三代,則是碳化矽(SiC)和氮化鎵(GaN)。
第三代半導體有什麼不同?其最主要的特點,就是在「寬能隙(Wide Band Gap)」上。能隙是一個基礎的物理學原理,主要用來研究電子運動的現象,其所產生的效用就是導電性的差異。能隙越寬,電子越不容易越過,當然也就越能承受高電壓的系統應用。
所以跟傳統的矽材料相比,使用寬能隙材料的半導體產品,就展現出對於大功率系統和較高溫的環境有良好的適性,並實現了更好的能源轉換效率,以及更高的穩定度與可靠性。
而基於先天材料上的體質優勢,採用寬能隙材料的半導體元件,並不需要太多其他的輔助設計,例如散熱等,因此也有助於減少裝置的體積,達成輕量化的系統。
上述這些特色正好符合了當前產業趨勢的需要,例如電動車、再生能源、工業4.0、5G等,這些應用的最大特色就是採用高功率的電路設計,也因此使用寬能隙材料的元件就受到市場的青睞。
目前全球主要的電源元件供應商都已陸續布局了碳化矽和氮化鎵的方案與產能,尤其是這類元件的材料製作的成本較高,產能十分有限,現在幾乎已成了兵家必爭之物。一線的大廠更是透過策略聯盟,或者收購的方式,來確保自家的產能。
像是英飛凌(Infineon)除了與Cree達成SiC晶圓長期供貨戰略協定外,近期也與GT Advanced Technologies(GTAT)簽署碳化矽(SiC)晶棒供貨協議;意法半導體則收購了瑞典SiC晶圓製造商Norstel AB,不久前也與羅姆集團旗下的SiCrystal GmbH,簽署了長期供應SiC晶圓的協定。
台灣的晶圓供應商環球晶,日前則公告了將收購Siltronic AG,以強化在GaN和SiC的製造能量;世界先進經過了多年的研發後,目前已逐步量產了GaN的產品。
依據半導體市場研究機構Yole的分析報告,採用SiC電源元件的裝置,在2021年將有25%的年成長率;2023年則將達到44%;2025年則會進一步增加至50%的年成長。
數位資訊醫療照護
在2020年COVID-19疫情重創全球經濟態勢之際,防疫科技和醫療照護產業相關的人力、技術及產品的需求都很迫切,也讓個人智能健康照護與數位照護服務系統的成效倍受矚目,例如其中的醫用輔助軟體、生理偵測系統及遠距問診等設備促進個人健康品質及管理的產品,正促進數位資訊醫療發展。
資料來源:https://udn.com/news/story/6903/5177162