低功耗：2010更加關注工藝及系統(tǒng)級設計

引言

低功耗是工藝技術、設計技術、電路拓撲和產(chǎn)品定義等各個方面綜合作用的結果。確定能夠達到性能目標的實際應用需求、理解設計師實現(xiàn)產(chǎn)品差異化的真實需求，而不追求過多的功能或過高的性能，這是實現(xiàn)高性價比和低功耗產(chǎn)品定義的關鍵。在2010年，在低功耗設計方面，通過IC工藝開發(fā)和設計技術降低漏電流以提高系統(tǒng)效率方面將大有前途。

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

翟至鈞：低功耗理念確實貫穿于ADI所有新的IC設計，特別是穩(wěn)壓器和電源管理產(chǎn)品設計。我們綜合采用了先進的IC工藝技術和新的設計方法來促進靜態(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(zhí)行相應的功能。最新的設計技術使新功能執(zhí)行的總體功率更低。
直到最近，大多數(shù)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。現(xiàn)在，基本上所有系統(tǒng)，包括消費類、工業(yè)類、電池供電類設備等，都需要考慮低功耗因素，這非常重要，它不僅有助于我們實現(xiàn)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：低功耗技術能給我們的生活和工作帶來了哪些影響？

翟至鈞：高能效（或低能效）將從家庭到宏觀環(huán)境的各個方面影響我們獲得舒適度的成本和生活質量。運行時功耗較低的系統(tǒng)在購買、使用和維護時的成本也較低。這些系統(tǒng)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，同時減少與產(chǎn)生這些能量有關的副產(chǎn)品。

EEWORLD：在芯片的設計中主要從哪幾個方面來實現(xiàn)產(chǎn)品的低功耗？

翟至鈞：低功耗是工藝技術、設計技術、電路拓撲和產(chǎn)品定義等各個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(xiàn)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。因此需要設計一個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，但會浪費85%以上的電能。采用非同步開關穩(wěn)壓器完成相同的工作會使設計稍復雜一些，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。雖然價格稍微有些貴，但同步開關穩(wěn)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。設計師很容易過度設計出一個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際應用需求、理解設計師實現(xiàn)產(chǎn)品差異化的真實需求，而不追求過多的功能或過高的性能，這是實現(xiàn)高性價比和低功耗產(chǎn)品定義的關鍵。