Nowe oblicze zielonej elektroniki

Tematyka związana z oszczędnością energii zasilającej nie jest niczym nowym i chyba każdy w pewnym momencie się z nią zetknął. Co więcej, wydaje mi się, że większość konstruktorów uodporniła się w dużym stopniu na zieloną elektronikę i termin ten nie wywołuje już tylu pozytywnych reakcji, jak kiedyś pecet z nalepką "Green" i gwiazdą "Energy Star".

Niski pobór mocy, mniejszy niż wcześniej to mantra producentów komponentów i systemów, powtarzana przy promocji każdej nowości, a także traktowana jako znak postępu, technologicznego zaawansowania i szeroko pojętego dążenia do ideału. Nie ma w tym nic złego, ale tym samym niski pobór mocy staje się niedoścignioną granicą, która niczym linia horyzontu oddala się od nas, w miarę jak się do niej zbliżamy. Ponieważ na rynku stale pojawiają się nowe, bardziej oszczędne podzespoły i systemy, w praktyce nigdy nie da się powiedzieć, że nasz wyrób jest satysfakcjonująco "zielony". Cykl projektowania i przygotowywania produkcji trwa na tyle długo, że zawsze w międzyczasie pojawi się coś bardziej ekologicznego.

Można też powiedzieć, że zielona elektronika na przestrzeni lat spowszedniała dlatego, że tak samo jak nie da się obniżyć poboru mocy do ideału, czyli zera, tak samo nie da się być wystarczająco zielonym i ekologicznym, i w rozgrywce z rynkiem zawsze stoimy na spalonej pozycji.

Czy zatem to zainteresowanie nie jest zwykłym szumem medialnym i marketingowym? Jeśli do zagadnienia podejdziemy z perspektywy obecnego stanu technologii i produktów, jakie są na rynku, to faktycznie trudno o inne skojarzenia. Telefony komórkowe i cały sprzęt przenośny zasilany z baterii to z pewnością grupa wyrobów, gdzie oczekiwania są największe.

Jednak w obecnych staraniach producentów półprzewodników nie chodzi o powolną ewolucję i walkę o pojedyncze procenty zużycia energii, ale o zupełnie nowe podejście i oblicze zielonej elektroniki. Zainteresowanie przemysłu wdrażaniem nowych technologii jest największe w ciężkich czasach. To dlatego, że spadek popytu wymusza głębokie zmiany w produktach, takie które zostałyby ocenione jako duża zmiana jakościowa, warta wydania każdych pieniędzy. W takim okresie firmy mają również więcej czasu i chętnie podejmują się pracy nad rozwiązaniami, które w czasie szybkiego wzrostu zostały odłożone na później. Nowe oblicze zielonej elektroniki nie dotyczy zatem tego, co dzisiaj jest w sprzedaży, tym bardziej że w praktyce bilans energetyczny wielu przenośnych gadżetów niewiele da się poprawić.

Specjaliści oceniają, że poruszając się w obszarze klasycznej technologii CMOS, nie da się realnie obniżyć poboru mocy o więcej niż 30%, bo już dawno została ona zoptymalizowana. Dlatego celem są technologie zapewniające redukcję poboru mocy przez układy elektroniczne od minimum 10 do nawet 100 razy po to, aby do zasilania można było wykorzystać energię wolnodostępną, na przykład mikrogenerator termoelektryczny korzystający z ciepła ludzkiego ciała. Takie wyzwania niesie za sobą nowy obszar aplikacji wiążących się z zapewnieniem szeroko rozumianej wysokiej jakości życia. Mają to być miniaturowe systemy kontrolujące nasze zdrowie, otoczenie i reagujące na pojawiające się zagrożenia.

Zasilanie dla takich zastosowań, gdy podchodzimy do tego w sposób tradycyjny, przekreśla możliwość miniaturyzacji. Z kolei wykorzystanie energii wolnodostępnej jest możliwe tylko po obniżeniu poboru mocy. Taki skok jakościowy nie będzie z pewnością łatwy i ma się opierać na wykorzystaniu oszczędnych energetycznie układów analogowych. Z pewnością będzie uważany za przełom lub nowe oblicze ekologicznej elektroniki, jednak trudno oczekiwać, że będzie to koniec czegokolwiek. Rozwój technologii nigdy nie pozwoli, aby producent mógł uznać się za wystarczająco zielonego, ale na szczęście to nie jest celem, do którego dążymy.

Robert Magdziak