Innowacje materiałowe i technologie o niskim zużyciu energii napędzają transformację przemysłu
Pod wpływem podwójnego impulsu, jakim jest globalny cel neutralności węglowej oraz wzrost świadomości ekologicznej konsumentów, branża mikroprzełączników dotykowych przechodzi zieloną transformację. Producenci aktywnie reagują na wytyczne polityczne i wymagania rynku poprzez innowacje materiałowe, badania i rozwój technologii energooszczędnych oraz projektowanie elementów nadających się do recyklingu, przyspieszając tym samym postęp branży w kierunku zrównoważonego rozwoju.
Kierując się polityką i siłami rynkowymi, wymagania dotyczące ochrony środowiska stały się priorytetem branży
Zgodnie z „14. Pięcioletnim Planem na rzecz Oszczędności Energii w Budownictwie i Rozwoju Budownictwa Ekologicznego”, do 2025 roku Chiny zakończą renowację 350 milionów metrów kwadratowych istniejących budynków pod kątem oszczędności energii oraz wybudują ponad 50 milionów metrów kwadratowych budynków o ultraniskim zużyciu energii. Cel ten wymusił transformację wszystkich ogniw łańcucha przemysłowego, a sektor podzespołów elektronicznych nie jest tu wyjątkiem. „Plan Wdrożeniowy na rzecz Promowania Zielonej Konsumpcji” wydany przez Narodową Komisję Rozwoju i Reform dodatkowo doprecyzowuje, że udział w rynku produktów ekologicznych i niskoemisyjnych musi zostać znacznie zwiększony, a oszczędzanie energii i ochrona środowiska stały się kluczowymi wskaźnikami innowacyjności przedsiębiorstw.
Z punktu widzenia rynku, zainteresowanie produktami ekologicznymi wśród młodych grup konsumentów znacząco wzrosło. Dane pokazują, że potencjalni użytkownicy pojazdów zasilanych nowymi źródłami energii, czyli pokolenia po 80. i 90., stanowią ponad połowę, a tempo wzrostu sprzedaży energooszczędnych urządzeń gospodarstwa domowego przekroczyło 100%. Ta koncepcja konsumpcji, która zakłada „wymaganie zarówno wydajności, jak i ochrony środowiska”, skłoniła producentów do integrowania ekologicznego wzornictwa w całym cyklu życia produktu.
Innowacje materiałowe
Tradycyjne przełączniki opierają się głównie na metalowych stykach i plastikowych obudowach, co stwarza ryzyko zużycia zasobów i zanieczyszczenia środowiska. Obecnie producenci przełamali to wąskie gardło, stosując nowe materiały:
1. Elastyczne materiały elektroniczne i polimery przewodzące: Elastyczne materiały umożliwiają przełącznikom dopasowanie się do urządzeń o zakrzywionych powierzchniach, co zmniejsza złożoność strukturalną. Polimery przewodzące zastępują styki metalowe, zmniejszając ryzyko utleniania i wydłużając żywotność.
2. Materiały biodegradowalne: Na przykład tryboelektryczny nanogenerator na bazie tkaniny bawełnianej opracowany przez Wuhan Textile University, który wykorzystuje materiały odnawialne, takie jak chitozan i kwas fitynowy, łączy w sobie ognioodporność i biodegradowalność, dostarczając nowych pomysłów w zakresie projektowania obudów przełączników.
3. Konstrukcja podzespołów nadających się do recyklingu: Mikroprzełącznik indukcyjny firmy Jiuyou Microelectronics redukuje zużycie metalu dzięki bezkontaktowej strukturze, dzięki czemu podzespoły są łatwiejsze w demontażu i recyklingu, a także zmniejsza się ilość wytwarzanych odpadów elektronicznych.
Technologia niskiego zużycia energii
Zużycie energii jest kluczowym wskaźnikiem ochrony środowiska dla podzespołów elektronicznych. Weźmy na przykład firmę Jiuyou Microelectronics. Jej mikroprzełącznik z indukcją magnetyczną zastępuje tradycyjne styki mechaniczne magnetycznymi zasadami sterowania, zmniejszając zużycie energii o ponad 50%. Jest on szczególnie odpowiedni do zastosowań zasilanych bateryjnie, takich jak inteligentne domy, znacznie wydłużając żywotność baterii urządzeń. Rozwiązanie inteligentnego przełącznika Wi-Fi z jednym przewodem, wprowadzone na rynek przez Espressif Technology, wykorzystuje układ ESP32-C3, który charakteryzuje się poborem prądu w trybie czuwania na poziomie zaledwie 5 μA, rozwiązując problem migotania lamp spowodowanego wysokim poborem prądu w tradycyjnych rozwiązaniach.
Ponadto termicznie czuły tryboelektryczny nanogenerator (TENG) opracowany przez Politechnikę w Tianjinie może automatycznie przełączać tryb pracy zależnie od temperatury otoczenia, rozpoczynając od 0°C i wyłączając się przy 60°C, umożliwiając przydzielanie energii na żądanie i dostarczając transgraniczną inspirację dla inteligencji i oszczędzania energii przełączników.
Analiza przypadku
Mikroprzełącznik z indukcją magnetyczną, wprowadzony na rynek przez Jiuyou Microelectronics w 2024 roku, stanowi punkt odniesienia w branży. Jego główne zalety to:
Konstrukcja bezkontaktowa: dzięki zastąpieniu kontaktu fizycznego zasadą indukcji magnetycznej zużycie ulega zmniejszeniu, a żywotność wzrasta trzykrotnie;
Wysoka kompatybilność: Trzy piny elektryczne są kompatybilne z różnymi typami urządzeń, obsługując takie scenariusze, jak inteligentny dom i automatyzacja przemysłowa;
Niskie zużycie energii: Oszczędza 60% energii w porównaniu do tradycyjnych przełączników, co pozwala urządzeniom końcowym wydłużyć czas pracy baterii.
Technologia ta nie tylko spełnia unijne normy ochrony środowiska RoHS, ale także ogranicza konieczność stosowania metali rzadkich i obniża ślad węglowy łańcucha dostaw, co czyni ją typowym przykładem zielonej produkcji.
Perspektywy na przyszłość
Wraz ze stopniowym udoskonalaniem systemu certyfikacji śladu węglowego, przedsiębiorstwa muszą wdrażać koncepcje ochrony środowiska w całym łańcuchu dostaw, od materiałów, przez produkcję, aż po recykling. Eksperci sugerują, że poprzez mechanizmy motywacyjne, takie jak „kredyty węglowe”, należy dodatkowo zachęcać konsumentów do wybierania ekologicznych produktów. Innowacje firm takich jak Jiuyou i Espressif dowodzą, że ochrona środowiska i wydajność nie stoją w sprzeczności – produkty o niskim zużyciu energii, długiej żywotności i wysokiej kompatybilności stają się nowymi faworytami na rynku.
Można przewidzieć, że zielona rewolucja w branży mikroprzełączników dotykowych przyspieszy jej penetrację przez cały łańcuch przemysłowy, promując przemysł produkcji elektroniki w kierunku „przyszłości bezemisyjnej”.
Czas publikacji: 29-04-2025
