低功耗：2010更加關(guān)注工藝及系統級設計

引言

低功耗是工藝技術(shù)、設計技術(shù)、電路拓撲和產(chǎn)品定義等各個(gè)方面綜合作用的結果。確定能夠達到性能目標的實(shí)際應用需求、理解設計師實(shí)現產(chǎn)品差異化的真實(shí)需求，而不追求過(guò)多的功能或過(guò)高的性能，這是實(shí)現高性?xún)r(jià)比和低功耗產(chǎn)品定義的關(guān)鍵。在2010年，在低功耗設計方面，通過(guò)IC工藝開(kāi)發(fā)和設計技術(shù)降低漏電流以提高系統效率方面將大有前途。

EEWORLD：盤(pán)點(diǎn)09年，“低功耗”的理念是不是貫穿于所有的產(chǎn)品設計？低功耗技術(shù)主要應用于哪些領(lǐng)域的產(chǎn)品？

翟至鈞：低功耗理念確實(shí)貫穿于ADI所有新的IC設計，特別是穩壓器和電源管理產(chǎn)品設計。我們綜合采用了先進(jìn)的IC工藝技術(shù)和新的設計方法來(lái)促進(jìn)靜態(tài)功耗的降低，因此所有ADI新的解決方案都能用較少的功耗執行相應的功能。最新的設計技術(shù)使新功能執行的總體功率更低。
直到最近，大多數便攜式和電池供電設備還在憑借良好的低功耗性能取悅用戶(hù)?，F在，基本上所有系統，包括消費類(lèi)、工業(yè)類(lèi)、電池供電類(lèi)設備等，都需要考慮低功耗因素，這非常重要，它不僅有助于我們實(shí)現與競爭產(chǎn)品的差異化，還能提高大家對自然資源缺乏以及對環(huán)境負責的意識。

EEWORLD：低功耗技術(shù)能給我們的生活和工作帶來(lái)了哪些影響？

翟至鈞：高能效（或低能效）將從家庭到宏觀(guān)環(huán)境的各個(gè)方面影響我們獲得舒適度的成本和生活質(zhì)量。運行時(shí)功耗較低的系統在購買(mǎi)、使用和維護時(shí)的成本也較低。這些系統產(chǎn)生的熱量少，從而從總體上改善我們的生活環(huán)境。低功耗生活群體可以降低對能量需求，同時(shí)減少與產(chǎn)生這些能量有關(guān)的副產(chǎn)品。

EEWORLD：在芯片的設計中主要從哪幾個(gè)方面來(lái)實(shí)現產(chǎn)品的低功耗？

翟至鈞：低功耗是工藝技術(shù)、設計技術(shù)、電路拓撲和產(chǎn)品定義等各個(gè)方面綜合作用的結果。例如，新的IC制造工藝設計可以具有較小的漏電流。漏電流表現為靜態(tài)電流，它將隨器件處理速度的提高而上升，是浪費功率的主要因素，因為漏電流對正常的功能發(fā)揮沒(méi)有任何貢獻。

一些設計天生就比其它設計功耗低。例如，帶隙參考電壓可以設計得更加精確，但需要以提高偏置電流為代價(jià)。因此需要設計一個(gè)具有合理精度的帶隙參考電壓，它既不影響正常功能和性能，又能減少功耗。

最佳設計拓撲的確定對能源利用效率有很大的影響。例如，使用線(xiàn)性轉換器很容易將12V分布式電源軌轉換為1.8V偏置電壓，而且成本很低，但會(huì )浪費85%以上的電能。采用非同步開(kāi)關(guān)穩壓器完成相同的工作會(huì )使設計稍復雜一些，但成本仍然較低，效率可提升至83%。然而，最高效的方法是使用同步轉換器拓撲。雖然價(jià)格稍微有些貴，但同步開(kāi)關(guān)穩壓器的轉換效率可達98%，在某些情況下不需要使用散熱器或其它冷卻裝置。

產(chǎn)品定義對IC設計的低功耗特性也有很大的影響。設計師很容易過(guò)度設計出一個(gè)具有太多功能或太強性能的IC。確定能夠達到性能目標的實(shí)際應用需求、理解設計師實(shí)現產(chǎn)品差異化的真實(shí)需求，而不追求過(guò)多的功能或過(guò)高的性能，這是實(shí)現高性?xún)r(jià)比和低功耗產(chǎn)品定義的關(guān)鍵。