永續、ESG概念的發展是未來全球的主要共識，因此無論是個人到企業甚至國家，都投入這個全球未來的大目標。但永續與ESG的發展都不是件容易的事，涵蓋的層面相當廣泛，對各行各業而言皆衍生了大大小小的挑戰。然而凡事無法一蹴可幾，因此降低碳足跡、零排放等概念被放在了實踐永續發展的首位，為此，各家半導體供應商紛紛推出相關產品協助各產業解決挑戰，其中，產品涵蓋應用領域相當廣的意法半導體(STMicroelectronics)，近期提出如何透過智慧感測器與車用碳化矽(SiC) MOSFET元件，在邊緣智慧與電氣化領域，協助業者朝減碳永續的方向前進。

以智慧感測器打造永續邊緣AI

比較現今的人工智慧(AI)技術與人腦，除了運算能力與反應速度之外，最大的差異是能效。意法半導體電源、MEMS和感測器事業群副總裁暨MEMS子產品事業群總經理Simone Ferri指出，比較人腦與同等運算能力的高效能超級電腦耗電量，人腦耗電只需20W，但超級電腦卻高達22.8MW；另外，在用水與碳排放量方面，根據統計，AI大型語言模型(LLM)如Bloom LLM引擎每年產生約25噸二氧化碳，GPT-3更是達到500噸。不僅如此，預估到2027年，全球AI需求將產生42~66億立方公尺用水量，大約等於英國總用水量的50%。種種數據皆顯示，AI應用會對環境產生巨大的影響。

但隨著AI、LLM擴展至邊緣裝置，亦即讓更多人得以享受所謂的邊緣AI所帶來的智慧應用，這對環境勢必會造成更大的影響。Ferri表示，現階段，AI主要是特定的專業人士在使用，對環境的影響已顯而易見。若要讓AI成為真正的解決方案，讓每個人都能受益AI帶來的好處，耗能與邊緣AI部署的便利性，將成為兩大關鍵障礙。

對此，意法半導體認為應該模仿章魚的智慧。Ferri解釋，章魚的神經分佈在觸角中，形成分散式智慧且章魚還在數據源附近設有專門感測器，能在邊緣即時處理，減少複雜的數據傳輸，這樣的「構造」使得章魚被譽為近次於人類的地球上三大最聰明的動物之一；更重要的是，章魚的「智慧」架構如同現今正在發生的邊緣AI。

因此，感測器必須夠聰明、開放與準確，如此才可以讓電子產業所創造的一切產品和應用，得以人為本且永續，這就是意法半導體智慧感測器與ST Edge AI套件應運而生的原因。Ferri說明，透過機器學習核心和智慧感測處理單元(ISPU)兩項關鍵技術，使得智慧感測器能直接在邊緣處理數據，達到終極目標是減少數據傳輸並最佳化能源效率，以低耗能的狀態持續監測的終極目標。而感測器的開放性，意味著要讓更多人能輕易使用AI，並能滿足各種多元的要求，因此意法半導體開發ST Edge AI套件，全面支援MPU、微控制器(MCU)和智慧感測器，進而顯著提升AI解決方案的生產力和效率。

最後，感測器的準確性，則是和意法半導體新的適用性配置(ASC)相關。Ferri認為，利用適用性配置感測器能夠決定是否喚醒MCU或應用處理器，同時保持最低功耗狀態。它消除了MCU、MPU或應用處理器的權衡或額外處理，在不影響效能的情況下最大化能源效率。

以SiC技術提高能源轉換效率

SiC所具備的特性眾所周知，促使其在車輛、其他交通工具電氣化，或者其他領域如工業、儲能等與能源相關領域中，持續提高能源轉換效率，降低能源的浪費，以達到節能減碳的永續目標。意法半導體中國及APeC汽用SiC產品部經理Gaetano Pignataro表示，SiC適合多種電動化應用，舉例來說，目前SiC技術已在汽車領域站穩腳步，尤其在牽引逆變器應用上，且過去依賴矽超接面MOSFET的車載充電器(OBC)、DC-DC轉換器、輔助電源，以及電池管理系統，正逐步從傳統矽MOSFET轉向使用SiC MOSET以提升效能。

此外，在工業領域，如工業設備電源、伺服器及AI伺服器、再生能源領域中的逆變器、高功率風力發電機等需應用，對更高功率、更高效能與更高密度，以及嚴苛環境下運作的需求日益增加，也推動業者加速改用SiC。Pignataro指出，從市場統計資料來看，SiC最大的應用市場無疑是汽車電氣化趨勢所推動，xEV市場正在穩定成長，預計到2031年全球輕型車的產量將9,800萬輛，且隨著其成本逐漸接近燃油車，消費者也願意為更環保的選擇付出合理的代價。不僅如此，SiC的優勢也逐漸被其他應用領域所看見並導入，而這也為意法半導體等功率半導體元件供應商帶來更多大好的機會。

為佔得SiC市場先機，Pignataro說明，意法半導體除了是SiC創新技術的先行者外，SiC產品的發展目前已來到第三代，第四代產品預計將於2025年第一季完成認證，並於後續幾個月內推出。第五代基於平面結構的產品也已開始開發，設計靈感來自超接面高壓MOSFET，預期將為SiC技術帶來顯著的效能提升，並成為技術發展的轉捩點。

在封裝方面，從單一晶片到最複雜的模組，意法半導體提供全方位的解決方案，包含具備先進鍵合技術的高功率封裝、與其他廠商相容的標準模組，以及提供針對特定應用的功率模組。Pignataro認為，透過垂直整合能力，與和客戶密切合作，瞭解市場需求，意法半導體可為市場提供更先進的SiC技術、更高效能，以及更卓越的品質與可靠性。

未來，可以很確定的是，會有更多領域採用SiC元件，Pignataro強調，為了滿足市場持續成長的需求，意法半導體正大力投資生產SiC產品，除提升產品品質，更進一步降低成本；與此同時，意法半導體也持續專注於研發，推動新材料、新技術和新結構的創新，以確保在競爭激烈的市場中能夠維持優勢。