Инновации в материалах и технологии с низким энергопотреблением способствуют трансформации отрасли.
Под двойным воздействием глобальной цели достижения углеродной нейтральности и повышения экологической осведомленности потребителей, индустрия сенсорных микропереключателей переживает «зеленую» трансформацию. Производители активно реагируют на политические указания и требования рынка посредством инноваций в материалах, исследований и разработок в области энергоэффективных технологий и проектирования изделий, пригодных для вторичной переработки, ускоряя прогресс отрасли в направлении устойчивого развития.
Под влиянием как политических, так и рыночных факторов требования к защите окружающей среды стали приоритетными для отрасли.
Согласно «14-му пятилетнему плану по энергосбережению и развитию «зеленого» строительства», к 2025 году в Китае будет завершена энергосберегающая реконструкция 350 миллионов квадратных метров существующих зданий и построено более 50 миллионов квадратных метров зданий со сверхнизким энергопотреблением. Эта цель вынудила все звенья производственной цепочки к трансформации, и сфера электронных компонентов не является исключением. «План реализации мер по содействию «зеленому» потреблению», изданный Национальной комиссией по развитию и реформам, дополнительно уточняет, что необходимо значительно увеличить долю рынка экологически чистой и низкоуглеродной продукции, а энергосбережение и защита окружающей среды стали ключевыми показателями для инноваций предприятий.
На рынке значительно возросло предпочтение молодых потребителей к экологически чистым товарам. Данные показывают, что потенциальные пользователи автомобилей на новых источниках энергии среди поколения, родившегося после 80-х и 90-х годов, составляют более половины, а темпы роста продаж энергосберегающей бытовой техники превысили 100%. Эта концепция потребления, предполагающая «требование как производительности, так и защиты окружающей среды», подтолкнула производителей к внедрению экологичного дизайна на протяжении всего жизненного цикла продукта.
Инновации в материалах
Традиционные переключатели в основном используют металлические контакты и пластиковые корпуса, что создает риски потребления ресурсов и загрязнения окружающей среды. Сегодня производители преодолели это узкое место благодаря применению новых материалов:
1. Гибкие электронные материалы и проводящие полимеры: Гибкие материалы позволяют переключателям адаптироваться к изогнутым поверхностям устройств, уменьшая сложность конструкции; проводящие полимеры заменяют металлические контакты, снижая риск окисления и продлевая срок службы.
2. Биоразлагаемые материалы: Например, трибоэлектрический наногенератор на основе хлопчатобумажной ткани, разработанный Уханьским текстильным университетом, в котором используются возобновляемые материалы, такие как хитозан и фитиновая кислота, сочетает в себе огнестойкость и биоразлагаемость, предоставляя новые идеи для проектирования корпусов переключателей.
3. Конструкция компонентов, пригодных для вторичной переработки: Микропереключатель с магнитной индукцией от Jiuyou Microelectronics использует бесконтактную структуру, что позволяет сократить использование металла, упростить разборку и переработку компонентов, а также снизить образование электронных отходов.
Технология низкого энергопотребления
Энергопотребление является ключевым показателем защиты окружающей среды для электронных компонентов. В качестве примера можно привести компанию Jiuyou Microelectronics. Ее микропереключатель с магнитной индукцией заменяет традиционные механические контакты принципами магнитного управления, снижая энергопотребление более чем на 50%. Он особенно подходит для сценариев с питанием от батарей, таких как «умные дома», значительно продлевая срок службы батарей устройств. Решение для интеллектуального Wi-Fi-переключателя с одним проводом, разработанное компанией Espressif Technology, использует чип ESP32-C3, потребляя в режиме ожидания всего 5 мкА, что решает проблему мерцания ламп, вызванную высоким энергопотреблением в традиционных решениях.
Кроме того, разработанный Тяньцзиньским политехническим университетом термочувствительный трибоэлектрический наногенератор (TENG) может автоматически переключать режим работы в зависимости от температуры окружающей среды, начиная работу при 0℃ и отключаясь при 60℃, что обеспечивает распределение энергии по требованию и служит источником вдохновения для создания интеллектуальных и энергосберегающих переключателей.
Анализ кейса
Микропереключатель с магнитной индукцией, выпущенный компанией Jiuyou Microelectronics в 2024 году, является эталоном в отрасли. К его основным преимуществам относятся:
Бесконтактная конструкция: замена физического контакта принципом магнитной индукции снижает износ и увеличивает срок службы в три раза;
Высокая совместимость: три электрических контакта совместимы с различными типами устройств, поддерживая такие сценарии, как «умный дом» и промышленная автоматизация;
Низкое энергопотребление: экономия энергии на 60% по сравнению с традиционными коммутаторами, что помогает продлить срок службы батарей терминальных устройств.
Эта технология не только соответствует стандартам защиты окружающей среды ЕС RoHS, но и снижает зависимость от редких металлов и уменьшает углеродный след цепочки поставок, что делает ее типичным примером экологически чистого производства.
Перспективы на будущее
По мере постепенного совершенствования системы сертификации углеродного следа предприятиям необходимо внедрять концепции защиты окружающей среды на протяжении всей цепочки, от материалов и производства до переработки. Эксперты предполагают, что с помощью таких стимулирующих механизмов, как «углеродные кредиты», следует дополнительно поощрять потребителей к выбору экологически чистых продуктов. Инновации таких предприятий, как Jiuyou и Espressif, демонстрируют, что защита окружающей среды и функциональность не противоречат друг другу — продукция с низким энергопотреблением, длительным сроком службы и высокой совместимостью становится новым фаворитом на рынке.
Можно предположить, что «зеленая революция» в индустрии сенсорных микропереключателей ускорит ее проникновение во всю производственную цепочку, продвигая электронную промышленность к «безуглеродному будущему».
Дата публикации: 29 апреля 2025 г.
