低功耗設計遇瓶頸產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節應共同努力

　　  面對日益嚴峻的功耗挑戰，產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節應共同努力和協(xié)調，不能只依靠單獨的任何一家完成如此艱巨的任務(wù)。

　功耗問(wèn)題已成為現今全球電子信息產(chǎn)品中最顯而易見(jiàn)且亟待解決的問(wèn)題。對電子產(chǎn)品研發(fā)人員而言，降低功耗已成為設計時(shí)首要考慮的問(wèn)題。由國際半導體設備與材料協(xié)會(huì )(SEMI)、GSA(全球半導體聯(lián)盟）和華美半導體協(xié)會(huì )(CASPA)聯(lián)合主辦的無(wú)線(xiàn)與低功耗應用IC（集成電路）設計研討會(huì )日前在上海召開(kāi)。研討會(huì )介紹和探討了無(wú)線(xiàn)和低功耗應用領(lǐng)域IC設計、EDA（設計自動(dòng)化）工具、器件/制程最優(yōu)化等的技術(shù)趨勢和技術(shù)方案。風(fēng)險投資公司、EDA廠(chǎng)商、IC設計公司以及晶圓代工制造企業(yè)相關(guān)人士出席了研討會(huì )，并對如何創(chuàng )新迎接低功耗挑戰發(fā)表了獨到見(jiàn)解。

 　便攜產(chǎn)品對功耗要求日益嚴格

 　    現在業(yè)界對功耗問(wèn)題談得很多，低功耗可以說(shuō)是目前業(yè)界的熱點(diǎn)問(wèn)題。為什么會(huì )如此，安謀(ARM)咨詢(xún)(上海)有限公司銷(xiāo)售經(jīng)理費浙平在接受《》記者采訪(fǎng)時(shí)認為有兩方面原因，一個(gè)是軟件，現在功耗問(wèn)題如此突出是軟件太多所致，每個(gè)設備(整機)上軟件都是成千上萬(wàn)，軟件“跑”得太多使功耗問(wèn)題日益突出。目前，像手機、PMP等，功能很多很花哨，有很漂亮的動(dòng)畫(huà)和音樂(lè )，而且有很強大的操作系統在后臺。這些功能需要很強大的軟件來(lái)支撐，這給低功耗設計帶來(lái)挑戰，這種功能軟件越多功耗就越大。第二，設計領(lǐng)域功耗問(wèn)題突出是因為電池技術(shù)發(fā)展太慢。在過(guò)去10年中電池技術(shù)進(jìn)步很小，而設備功能越來(lái)越強大，所以功耗問(wèn)題越來(lái)越突出。如何解決這個(gè)問(wèn)題，從系統角度來(lái)看，費浙平認為，軟件優(yōu)化對降低功耗是有幫助的，此外，芯片的設計、制造對功耗也有影響，所以要從整個(gè)系統的角度來(lái)解決低功耗的問(wèn)題。

    隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)應用技術(shù)的發(fā)展，很多產(chǎn)品從有線(xiàn)向無(wú)線(xiàn)轉變，無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品功耗問(wèn)題是非常關(guān)鍵的因素，隨著(zhù)便攜產(chǎn)品向小型化和薄型化方向發(fā)展，要求電池也要相應縮小，因此對功耗要求就會(huì )越來(lái)越嚴格。中芯國際集成電路制造(上海)有限公司設計服務(wù)處主任工程師雷雨認為，對無(wú)線(xiàn)應用產(chǎn)品，低功耗設計是必需的，是沒(méi)有選擇的。隨著(zhù)產(chǎn)品集成度越來(lái)越高，功能越來(lái)越多，對電池設備供電的要求也越來(lái)越高，功耗成為關(guān)鍵的因素。雷雨認為，未來(lái)功耗是一個(gè)不可避免的問(wèn)題。

 　創(chuàng )新設計應對高成本挑戰

 　    “創(chuàng )新”是目前最熱門(mén)、出現頻率最高的詞匯之一。在整個(gè)半導體產(chǎn)業(yè)鏈中，設計創(chuàng )新無(wú)疑是最受矚目的。雷雨認為，創(chuàng )新對企業(yè)來(lái)講，最現實(shí)的問(wèn)題就是贏(yíng)利。從傳統設計轉向低功耗設計必然要增加設計的復雜程度，從而影響產(chǎn)品上市時(shí)間，工業(yè)界如果能夠在這些方面有所突破，應該是比較有價(jià)值的創(chuàng )新。另外，低功耗設計標準化應該是努力的方向及重點(diǎn)。

    費浙平認為，就創(chuàng )新來(lái)講，其實(shí)革命性的創(chuàng )新現在很難看到，但每年的技術(shù)突破都在不斷發(fā)生，把這些突破的技術(shù)應用到設計中也是一種創(chuàng )新。費浙平認為，目前無(wú)線(xiàn)應用設計成本高是最大挑戰，我們看到了新的應用，但成本太高制約了發(fā)展。

    “創(chuàng )新，從IC設計來(lái)講，工藝是在不斷進(jìn)步的。我們知道，低功耗和高性能是一對矛盾，但與以前相比是在不斷進(jìn)步的。就芯片設計本身來(lái)講，也是在不斷進(jìn)步的。拿ARM核來(lái)講，最近幾年從ARM7、ARM9、ARM11等也在不斷進(jìn)步。就后端設計來(lái)講，布局布線(xiàn)、EDA工具等也在不斷進(jìn)步。”費浙平認為。

    高通公司張小南在接受《》記者采訪(fǎng)時(shí)介紹說(shuō)，簡(jiǎn)單地講，原來(lái)的線(xiàn)路設計是在給大多數的晶體管做的，當你做低功耗的時(shí)候會(huì )出現良率的問(wèn)題，良率的問(wèn)題最后變成一個(gè)統計的問(wèn)題，統計的問(wèn)題就變成一個(gè)全新的分析和設計的方法，這為低功耗設計帶來(lái)了全新的挑戰。

    目前低功耗設計正在面臨極限的挑戰，比較典型的例子就是存儲元件，現在的電壓就已經(jīng)很難在向下發(fā)展，如果進(jìn)一步向下發(fā)展，存儲元件的良率就沒(méi)有了。除此之外，邏輯電路也會(huì )遇到同樣的問(wèn)題，電壓也很難再降低。“創(chuàng )新是多方面的，我想對電路設計工程師來(lái)講，他們的職責就是解決問(wèn)題，我希望產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節都能注意到這個(gè)問(wèn)題，從而共同把這個(gè)問(wèn)題解決。”張小南認為。

 功耗問(wèn)題需產(chǎn)業(yè)鏈共同面對

 　   產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節共同面對低功耗問(wèn)題很重要。Cadence公司亞太區總裁居龍認為成立聯(lián)盟很重要。“有人認為低功耗設計的瓶頸是沒(méi)有一個(gè)好的設計工具，從某個(gè)角度來(lái)講確實(shí)如此，這里有成本的因素，也有資金投入和人才的因素。所以，今后低功耗設計需要包括EDA工具廠(chǎng)商在內的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的通力合作。”居龍表示。

    　VeriSilicon公司李念峰認為，目前低功耗設計是值得我們驕傲的。“看看現在我們一部手機的功能幾乎等于原來(lái)一臺計算機的功能。我認為，目前低功耗設計制約因素是電池技術(shù)，目前業(yè)界對電池產(chǎn)品的期望值越來(lái)越高，這來(lái)源于產(chǎn)品的功能越來(lái)越強和電池對產(chǎn)品功能的約束。”李念峰說(shuō)。

   　 如何面對日益嚴峻的功耗挑戰，李念峰認為，需要產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節共同努力和協(xié)調，不能只依靠單獨的任何一家完成如此艱巨的任務(wù)。“過(guò)去幾十年的歷史也證明，目前已經(jīng)到了大家互利合作的時(shí)期和階段，低功耗設計會(huì )一直繼續下去。”李念峰表示。