低功耗設計遇瓶頸產業鏈各環節應共同努力

　　  面對日益嚴峻的功耗挑戰，產業鏈各個環節應共同努力和協調，不能只依靠單獨的任何一家完成如此艱巨的任務。

　功耗問題已成為現今全球電子信息產品中最顯而易見且亟待解決的問題。對電子產品研發人員而言，降低功耗已成為設計時首要考慮的問題。由國際半導體設備與材料協會(SEMI)、GSA(全球半導體聯盟）和華美半導體協會(CASPA)聯合主辦的無線與低功耗應用IC（集成電路）設計研討會日前在上海召開。研討會介紹和探討了無線和低功耗應用領域IC設計、EDA（設計自動化）工具、器件/制程最優化等的技術趨勢和技術方案。風險投資公司、EDA廠商、IC設計公司以及晶圓代工制造企業相關人士出席了研討會，并對如何創新迎接低功耗挑戰發表了獨到見解。

 　便攜產品對功耗要求日益嚴格

 　    現在業界對功耗問題談得很多，低功耗可以說是目前業界的熱點問題。為什么會如此，安謀(ARM)咨詢(上海)有限公司銷售經理費浙平在接受《》記者采訪時認為有兩方面原因，一個是軟件，現在功耗問題如此突出是軟件太多所致，每個設備(整機)上軟件都是成千上萬，軟件“跑”得太多使功耗問題日益突出。目前，像手機、PMP等，功能很多很花哨，有很漂亮的動畫和音樂，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支撐，這給低功耗設計帶來挑戰，這種功能軟件越多功耗就越大。第二，設計領域功耗問題突出是因為電池技術發展太慢。在過去10年中電池技術進步很小，而設備功能越來越強大，所以功耗問題越來越突出。如何解決這個問題，從系統角度來看，費浙平認為，軟件優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，所以要從整個系統的角度來解決低功耗的問題。

    隨著無線應用技術的發展，很多產品從有線向無線轉變，無線產品功耗問題是非常關鍵的因素，隨著便攜產品向小型化和薄型化方向發展，要求電池也要相應縮小，因此對功耗要求就會越來越嚴格。中芯國際集成電路制造(上海)有限公司設計服務處主任工程師雷雨認為，對無線應用產品，低功耗設計是必需的，是沒有選擇的。隨著產品集成度越來越高，功能越來越多，對電池設備供電的要求也越來越高，功耗成為關鍵的因素。雷雨認為，未來功耗是一個不可避免的問題。

 　創新設計應對高成本挑戰

 　    “創新”是目前最熱門、出現頻率最高的詞匯之一。在整個半導體產業鏈中，設計創新無疑是最受矚目的。雷雨認為，創新對企業來講，最現實的問題就是贏利。從傳統設計轉向低功耗設計必然要增加設計的復雜程度，從而影響產品上市時間，工業界如果能夠在這些方面有所突破，應該是比較有價值的創新。另外，低功耗設計標準化應該是努力的方向及重點。

    費浙平認為，就創新來講，其實革命性的創新現在很難看到，但每年的技術突破都在不斷發生，把這些突破的技術應用到設計中也是一種創新。費浙平認為，目前無線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展。

    “創新，從IC設計來講，工藝是在不斷進步的。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步的。就芯片設計本身來講，也是在不斷進步的。拿ARM核來講，最近幾年從ARM7、ARM9、ARM11等也在不斷進步。就后端設計來講，布局布線、EDA工具等也在不斷進步。”費浙平認為。

    高通公司張小南在接受《》記者采訪時介紹說，簡單地講，原來的線路設計是在給大多數的晶體管做的，當你做低功耗的時候會出現良率的問題，良率的問題最后變成一個統計的問題，統計的問題就變成一個全新的分析和設計的方法，這為低功耗設計帶來了全新的挑戰。

    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，現在的電壓就已經很難在向下發展，如果進一步向下發展，存儲元件的良率就沒有了。除此之外，邏輯電路也會遇到同樣的問題，電壓也很難再降低。“創新是多方面的，我想對電路設計工程師來講，他們的職責就是解決問題，我希望產業鏈的各個環節都能注意到這個問題，從而共同把這個問題解決。”張小南認為。

 功耗問題需產業鏈共同面對

 　   產業鏈各個環節共同面對低功耗問題很重要。Cadence公司亞太區總裁居龍認為成立聯盟很重要。“有人認為低功耗設計的瓶頸是沒有一個好的設計工具，從某個角度來講確實如此，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工具廠商在內的整個產業鏈的通力合作。”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，目前業界對電池產品的期望值越來越高，這來源于產品的功能越來越強和電池對產品功能的約束。”李念峰說。

   　 如何面對日益嚴峻的功耗挑戰，李念峰認為，需要產業鏈各個環節共同努力和協調，不能只依靠單獨的任何一家完成如此艱巨的任務。“過去幾十年的歷史也證明，目前已經到了大家互利合作的時期和階段，低功耗設計會一直繼續下去。”李念峰表示。