功耗問(wèn)題已成為現(xiàn)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(duì)電子產(chǎn)品研發(fā)人員而言，降低功耗已成為設(shè)計(jì)時(shí)首要考慮的問(wèn)題。由國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備與材料協(xié)會(huì)(SEMI)、GSA(全球半導(dǎo)體聯(lián)盟）和華美半導(dǎo)體協(xié)會(huì)(CASPA)聯(lián)合主辦的無(wú)線與低功耗應(yīng)用IC（集成電路）設(shè)計(jì)研討會(huì)日前在上海召開(kāi)。研討會(huì)介紹和探討了無(wú)線和低功耗應(yīng)用領(lǐng)域IC設(shè)計(jì)、EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）工具、器件/制程最優(yōu)化等的技術(shù)趨勢(shì)和技術(shù)方案。風(fēng)險(xiǎn)投資公司、EDA廠商、IC設(shè)計(jì)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(duì)如何創(chuàng)新迎接低功耗挑戰(zhàn)發(fā)表了獨(dú)到見(jiàn)解。

便攜產(chǎn)品對(duì)功耗要求日益嚴(yán)格

    現(xiàn)在業(yè)界對(duì)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(fèi)浙平在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)認(rèn)為有兩方面原因，一個(gè)是軟件，現(xiàn)在功耗問(wèn)題如此突出是軟件太多所致，每個(gè)設(shè)備(整機(jī))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(jī)、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(qiáng)大的操作系統(tǒng)在后臺(tái)。這些功能需要很強(qiáng)大的軟件來(lái)支撐，這給低功耗設(shè)計(jì)帶來(lái)挑戰(zhàn)，這種功能軟件越多功耗就越大。第二，設(shè)計(jì)領(lǐng)域功耗問(wèn)題突出是因?yàn)?font class=f14>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(shè)備功能越來(lái)越強(qiáng)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(tǒng)角度來(lái)看，費(fèi)浙平認(rèn)為，軟件優(yōu)化對(duì)降低功耗是有幫助的，此外，芯片的設(shè)計(jì)、制造對(duì)功耗也有影響，所以要從整個(gè)系統(tǒng)的角度來(lái)解決低功耗的問(wèn)題。

    隨著無(wú)線應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，很多產(chǎn)品從有線向無(wú)線轉(zhuǎn)變，無(wú)線產(chǎn)品功耗問(wèn)題是非常關(guān)鍵的因素，隨著便攜產(chǎn)品向小型化和薄型化方向發(fā)展，要求電池也要相應(yīng)縮小，因此對(duì)功耗要求就會(huì)越來(lái)越嚴(yán)格。中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司設(shè)計(jì)服務(wù)處主任工程師雷雨認(rèn)為，對(duì)無(wú)線應(yīng)用產(chǎn)品，低功耗設(shè)計(jì)是必需的，是沒(méi)有選擇的。隨著產(chǎn)品集成度越來(lái)越高，功能越來(lái)越多，對(duì)電池設(shè)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(rèn)為，未來(lái)功耗是一個(gè)不可避免的問(wèn)題。

創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)高成本挑戰(zhàn)

    “創(chuàng)新”是目前最熱門(mén)、出現(xiàn)頻率最高的詞匯之一。在整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中，設(shè)計(jì)創(chuàng)新無(wú)疑是最受矚目的。雷雨認(rèn)為，創(chuàng)新對(duì)企業(yè)來(lái)講，最現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題就是贏利。從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向低功耗設(shè)計(jì)必然要增加設(shè)計(jì)的復(fù)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(yīng)該是比較有價(jià)值的創(chuàng)新。另外，低功耗設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)該是努力的方向及重點(diǎn)。

    費(fèi)浙平認(rèn)為，就創(chuàng)新來(lái)講，其實(shí)革命性的創(chuàng)新現(xiàn)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(yīng)用到設(shè)計(jì)中也是一種創(chuàng)新。費(fèi)浙平認(rèn)為，目前無(wú)線應(yīng)用設(shè)計(jì)成本高是最大挑戰(zhàn)，我們看到了新的應(yīng)用，但成本太高制約了發(fā)展。

   “創(chuàng)新，從IC設(shè)計(jì)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(duì)矛盾，但與以前相比是在不斷進(jìn)步的。就芯片設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)來(lái)講，布局布線、EDA工具等也在不斷進(jìn)步?！辟M(fèi)浙平認(rèn)為。

    高通公司張小南在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)介紹說(shuō)，簡(jiǎn)單地講，原來(lái)的線路設(shè)計(jì)是在給大多數(shù)的晶體管做的，當(dāng)你做低功耗的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)良率的問(wèn)題，良率的問(wèn)題最后變成一個(gè)統(tǒng)計(jì)的問(wèn)題，統(tǒng)計(jì)的問(wèn)題就變成一個(gè)全新的分析和設(shè)計(jì)的方法，這為低功耗設(shè)計(jì)帶來(lái)了全新的挑戰(zhàn)。

    目前低功耗設(shè)計(jì)正在面臨極限的挑戰(zhàn)，比較典型的例子就是存儲(chǔ)元件，現(xiàn)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(chǔ)元件的良率就沒(méi)有了。除此之外，數(shù)字邏輯電路也會(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(duì)電路設(shè)計(jì)工程師來(lái)講，他們的職責(zé)就是解決問(wèn)題，我希望產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)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(rèn)為。

功耗問(wèn)題需產(chǎn)業(yè)鏈共同面對(duì)

    產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)共同面對(duì)低功耗問(wèn)題很重要。Cadence公司亞太區(qū)總裁居龍認(rèn)為成立聯(lián)盟很重要。“有人認(rèn)為低功耗設(shè)計(jì)的瓶頸是沒(méi)有一個(gè)好的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)需要包括EDA工具廠商在內(nèi)的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的通力合作?！本育埍硎?。

     VeriSilicon公司李念峰認(rèn)為，目前低功耗設(shè)計(jì)是值得我們驕傲的。“看看現(xiàn)在我們一部手機(jī)的功能幾乎等于原來(lái)一臺(tái)計(jì)算機(jī)的功能。我認(rèn)為，目前低功耗設(shè)計(jì)制約因素是電池技術(shù)，目前業(yè)界對(duì)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(qiáng)和電池對(duì)產(chǎn)品功能的約束。”李念峰說(shuō)。

    如何面對(duì)日益嚴(yán)峻的功耗挑戰(zhàn)，李念峰認(rèn)為，需要產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)共同努力和協(xié)調(diào)，不能只依靠單獨(dú)的任何一家完成如此艱巨的任務(wù)?！斑^(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(shè)計(jì)會(huì)一直繼續(xù)下去?！崩钅罘灞硎?。