本文為系列文章的第二篇。此系列文章目的在闡明創新技術平台和軟體解決方案如何支援潔淨科技，並邀請產業界各方就能源和永續發展的未來展開對話。點擊此處查看第一篇文章。
電氣化大趨勢
從汽車、家用暖氣到工業流程，電氣化已席捲全球，無數終端應用都需要電力驅動型基礎設施。在監管法規、消費需求和永續實踐理念的共同推動下，電氣化正在全方位加速發展。
電氣化要求我們重新設想汽車加油、房屋供暖和製冷的方式以及工業動力的來源。隨著全球向永續發輾轉型，電氣化技術的進步使太陽能、風能、水能等可再生能源成為石油、天然氣、煤炭等傳統化石燃料能源有效的低成本替代品。此外，隨著電網的發展，電力的分配和管理也正發生變化。「局域電能系統」（即微電網）正在形成，具有緊密耦合的儲能能力，而在電動車(EV)市場迅猛成長的情況下，供電可靠性的挑戰進一步加劇。從技術角度看，汽車、住宅和製造工廠等資產的分散式特徵正在催生類比感測與數位化相互結合的智慧邊緣。簡言之，每一個車輛零件、感測器、執行器、儲存系統、計量點都離不開智能。
資料是新技術世界的命脈，為創造並獲取價值，ADI等技術開發商必須以新的方式在整個生態系統中開展互動。我們注重互相學習和共同創造，與合作夥伴在智慧邊緣開發完整的子系統。隨著技術不斷成長，ADI突破傳統方法，引入新的專業知識，探索人工智慧、資料科學、虛擬化、電池化學等更多領域。此外，我們正在推進智慧財產權(IP)策略，納入系統和標準化內容，以推動產業發展。我們立足宏觀視角看待邊緣智慧，並在設計時考慮擁有權總成本，推動智慧邊緣在可預見的未來成為價值創造和成長的關鍵領域。
永續發展推動的歷史性融合
政策的作用
良好的監管環境有助於推動電氣化的發展。《通貨膨脹削減法案》(IRA)、《基礎設施投資和就業法案》(IIJA)、CHIPS、「下一代歐盟」(NGEU)……有關氣候政策的各種法規文件不勝枚舉，協助國內和國際行動的開展。立法創新目的在加速潔淨能源產業發展，鼓勵民營部門投資以推進全球脫碳工作。
在美國，IRA更新了潔淨能源和電動車的免稅額度並提高能效，提供3,700億美元以因應氣候危機2。IRA、IIJA等重要國家政策目的在提供投資，協助美國大力發展潔淨能源並減少溫室氣體(GHG)排放。與此同時，州市對新基礎設施的許可和監管仍存在問題，這對電網的快速發展構成了重大挑戰。
並非僅有美國出臺法律加速潔淨能源經濟的發展。在歐洲，為實現《歐洲綠色協定》設定的目標，歐盟委員會承諾在未來十年投資至少1兆歐元以發展永續能源3。事實上，歐盟多年期預算（2021-2028年）的30%和歐盟NGEU工具已用於綠色投資3。
工業支援和聯邦支出對於實現上述遠大目標十分重要。自2015年以來，全球每年對可再生能源、能效和其他轉型相關技術的投資穩步成長4，反映出人們對氣候危機的認識日益加深。
電氣化技術的預期資本投資
資料來源：國際能源署2050年淨零排放報告
電動車革命的影響
電動車革命是電氣化市場成長的關鍵驅動力，電動車正在迅速普及。根據國際能源署(IEA)的“新政策情景”1，我們預計，到2030年，在用電動車數量將超過1.25億輛。
全球電動車存量
資料來源：國際能源署2050年淨零排放報告
電動車的興起對電網的管理方式有重大影響。首要考慮因素之一是電力負載。該預期電動車數量產生的最大負載約為10 TWh，雖遠低於全球發電量的預期成長，但當電動車在能源網路的基礎設施內部移動時，其負載在時間上和空間上都有獨特的動態性。電網須能因應電動車的負載並進行即時管理，進而為更多聯網設備無縫、持續地提供電力。
在充電電纜的另一端，需要複雜的二次變電站智慧設備確保可靠地輸送電能並管理電網。ADI預計，隨著電網的分散化以及新能源和負載的增加，精密測量、控制和即時訊號處理裝置將成為新的標準。為保證電網的完整性，電力的精準測量已愈發重要，目前廣泛採用的電網管理解決方案是智慧計量裝置。ADI於2022會計年度出貨超過2,800萬片智慧計量IC。創新技術讓新一代智慧電錶具備卓越的邊緣洞察力和預測控制能力，有助於優化分散電網的能源利用率、品質、健康狀況和壽命。
ADI利用其先進的電池、電源和能源管理技術，採用整體方法打造潔淨能源生態系統，加速汽車電氣化和能源網路的轉型和融合。
ADI的電氣化產品組合ADI Recharge™包括電池管理系統(BMS)、逆變器、儲能系統(ESS)和電錶，如本系列的第一篇文章《能源、潔淨科技和永續發展的未來》所述，此類半導體解決方案可望大幅減少溫室氣體排放量。如果落實並推廣上述永續終端應用，我們與客戶合作所能實現的潛在減碳排量將達16 Gt5，這促使我們與客戶攜手加速部署現有技術，共同開拓創新以改變終端市場生態系統。
電氣化生態系統
電氣化生態系統龐大、複雜且相互關聯，可再生能源具有分散式來源且電能雙向流動。ADI透過涵蓋能源管理、轉換和儲存的電氣化解決方案為生態系統提供支援，我們的解決方案支援即時無線資料洞察，以實現智慧、自主和虛擬擴增的電網。
ADI與客戶在系統層面加快合作步伐。例如，目前全球前20大電動車製造商(OEM)中，有16家採用了ADI的BMS平台，在此基礎上，ADI與眾多OEM、一級供應商、電池製造商、能源公用事業公司和其他利益相關方合作，利用電動車電池資料開發全新的資訊生態系統。
在技術進步的推動下，風能、太陽能等可再生能源的成本已低於傳統能源，在發電量中的占比也逐漸提高。長期來看，我們預計可再生能源、電池儲能系統、電動車充電基礎設施、電解器、熱泵可望迎來強勁成長。此類資產影響深遠，包括汽車產業、電力和工業市場均將受益於電氣化的發展。
此外，功能安全的重要性也日益突出，此一標配功能現已成為確保安全的關鍵所在。以汽車儀錶板為例，傳統的儀錶板只顯示速度、燃料或引擎資訊，如今卻增加了更多內容，包括車輛周圍的攝影機以及安全資訊。此一改變影響重大：不僅後視鏡頭須實現功能安全，為駕駛提供資訊的顯示螢幕也須確保安全。我們將電源視為系統安全的主要控制點並大力投資，成為領先業界的功能安全PMIC供應商。僅在2022會計年度，ADI就出貨了超過10億片安全電源管理IC。
電氣化的智能邊緣
ADI已有58年的悠久歷史，擁有強大的精密測量能力，展望未來，我們將走得更遠。事實上，我們正將ADI Recharge™產品系列整合到三個平台領域中，並稱之為電氣化智慧邊緣。各平台區域對應我們在生態系統中與能源交互的方式：能源管理、電源轉換和能源儲存。
智慧邊緣產生的洞察力在重新定義為電氣化應用創造和傳遞價值的方式。新的電池分析資訊不僅有助於即時優化電池，而且可以用於新的資訊生態系統的基礎。
資料從精密測量開始，可以說沒有精密測量就沒有資料，是測量過程創造了資料。這個類比區域我們稱之為「邊緣之邊緣」，是典型的以類比為中心的系統的起點和終點。沿圖向上看，下一層就是我們重點關注的智慧邊緣。這一層執行的功能更接近類比，並非完全依賴中央控制器，進而實現價值轉移。此類功能包括資料處理、電池監測、即時安全迴圈和電池洞察。ADI的BMS API讓中央控制器可與智慧邊緣系統進行交互作用，中央控制器支援有線或無線BMS。
價值的轉移也十分明顯。例如，電池洞察有助於即時優化充電系統，並即時確保駕駛前中後期電芯的安全性。可以透過金鑰存取雲端儲存的資料，根據客戶、資料類型或存取次數收取訂閱費，也可從中探究更多商業模式。隨著公司加速發展，我們更加關注如何進入市場、如何透過新的的商業模式與客戶互動並為ADI創造價值，這是我們實現智慧邊緣願景的基礎。
奮勇向前
展望未來，全球脫碳趨勢不僅有益於保護地球，也推動著商業發展。ADI的永續發展解決方案為公司和客戶創造機遇和收入來源。充電插座兩端，基於半導體的低功耗技術是發展智慧邊緣的必經之路。
因應氣候變遷的努力迫在眉睫，其跡象更是無處不在，創新技術和法律法規正在推動電氣化的發展，確保我們擁有更光明、更健康的未來，而ADI並期待與整個電氣化生態系統合作，助其釋放脫碳潛力。
參考文獻
1《2023年全球電動車展望》：與氣候目標同步(windows.net)
2 通貨膨脹削減法案指南 | 潔淨能源 | 白宮
3 金融和綠色協議(europa.eu)
4 國際能源署2050年淨零排放分析
5 ADI分析基於內部計算，假設永續發展終端應用得到全面採用和規模化。需要額外的研究來解釋終端產品的整個生命週期
6 全球汽車產業——統計資料和事實 | Statista
前瞻性聲明
本文章包含前瞻性聲明，這些前瞻性聲明依據美國《1933年證券法》及其修訂案和美國《1934年證券交易法》及其修訂案中的其他安全港條款制定。除歷史事實外，其他所有聲明均可視為前瞻性聲明。
