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科技

2016-12-28

中国机电工业 2016年11期
关键词:氮化晶体管激光雷达

科技

有了这项技术,普通汽车可以直接改造为自主驾驶汽车

财富撰文,氮化镓晶体管在无人驾驶汽车中发挥至关重要的作用。未来的自动驾驶汽车将依赖于激光传感技术,而该技术的基础则在于新型非硅高速晶体管和芯片。

上述观点来自斯坦福大学物理学博士、创业家艾利克斯·利多,他同时担任位于加州艾尔塞贡多的高效功率转换公司(Efficient Power Conversion,简称EPC)的CEO。EPC从事的业务是:采用比硅的运算速度更快、效率更高,但成本却较低的材料制造晶体管和芯片。

由新型半导体材料氮化镓(GaN)制造的晶体管(大量晶体管集合成芯片)具有速度快、尺寸小、能耗低、成本低等优点。“氮化镓是自动驾驶汽车激光雷达系统的关键。”利多说。在不同应用环境下,氮化镓晶体管的运算速度要比硅晶体管高100~1000倍。须臾之间的运算速度高低就决定了自动驾驶汽车能否成功探测到周围物体并做出有效反应。利多认为,包括特斯拉在内的所有自动驾驶汽车都将最终采用激光雷达技术。

激光雷达过去曾经由于价格高昂而无法用于普通汽车。今天,有多家企业正在试图把激光雷达的成本降低到数百美元的水平。2014年,利多称EPC公司氮化镓晶体管的生产成本终于实现了低于硅晶体管的目标。“氮化镓同时具备了高性能和低成本,这是历史性的突破。”利多说。

随着科技巨头纷纷开始发力无人驾驶汽车技术,初创公司们正在努力降低激光雷达技术的成本,其中包括计划将激光雷达系统的成本压低到区区250美元的硅谷初创公司Quanergy Systems。如果激光雷达的成本降至上述水平,无法自动驾驶的普通汽车只需像新增一部传感器一样做简单改造就可实现自动驾驶。“如果成本真的降下来,无需刻意购买自动驾驶汽车,所有汽车都能加装自动驾驶功能。”利多说。

空气变成油?这两家公司合作,要将空气中的二氧化碳转化成燃料

Carbon Engineering与Greyrock Energy宣布达成合作,共同开发商业空气制油(air-to-fuels,简称A2F)系统。该系统的原理就是将空气中的二氧化碳和可再生能源转化成清洁液体运输燃料,用于现有的交通基础设施。

Carbon Engineering和Greyrock都是A2F核心技术的领导者。Carbon Engineering所研制的工业生产方法能将二氧化碳从空气中提取出来,并率先将这种系统与氢气生产和燃料合成工艺整合起来。Greyrock Energy是小型气体制油系统领域的佼佼者,可利用气体为原料来生产清洁规范的液体燃料。

双方正联手在加拿大不列颠哥伦比亚省的斯阔米什建造一座综合型的商业示范工厂。该工厂将采用可扩展的加工技术,把空气中的二氧化碳转化成低碳液体燃料。Carbon Engineering首席执行官阿德里安·科利斯表示:“Carbon Engineering致力于开发和在商业领域推广用空气中的二氧化碳来生产超低碳强度燃料的技术。我们很高兴能与Greyrock Energy就此达成合作,未来我们将共同开发更多的A2F系统。用空气中的二氧化碳来合成碳氢化合物绝对是一种变革性的技术。”

Greyrock首席执行官Robert Schuetzle说道:“Greyrock很高兴能被Carbon Engineering选中加入这个独一无二的项目。我们非常欣赏Carbon Engineering多年来为从空气中捕捉二氧化碳所做的努力。我们相信,用这种原料来生产液体燃料的商业系统很快就能开发成功。这种新兴技术的出现将大大推动环境效益的增长。”

美孚称节能减排要从分子层开始,新发明每年减少成本20亿美元

佐治亚理工学院瑞安·莱夫利教授和埃克森美孚化工工程师本·麦库尔以及他们各自领导的科研团队通过合成碳基膜成功过滤了分子层碳氢化合物。这种叫有机溶液逆渗透的工艺,如果可以大规模工业化应用,有可能降低与塑料和聚合物原料的生产有关的能耗和排放。有机溶液逆渗透每年可帮助减少能源成本20亿美元,这足够每年建造一次金门大桥。

为取得这项突破,埃克森美孚利用与佐治亚理工学院长达10年的合作,在逆渗透方法在另一重要领域已获成功的基础上进行了新的探索。经过实验,埃克森美孚和佐治亚理工学院的科研团队首先开发了一种新型碳基膜,可分离小到纳米的分子。此后将这种膜用于新的有机溶液逆渗透工艺,分离出塑料生产所用的分子。这是塑料生产中很关键的一步,由于可在常温下运行,也许有一天能替代当前能耗高的分离技术。

全球对塑料和其它化工产品生产的汽车部件、建筑材料、电子产品等的需求在不断增长。未来一旦实现工业化生产,这项新技术将有利于满足这种需求,并为降低能耗和碳排放做出贡献。

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