低功耗設(shè)計(jì)遇瓶頸產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)應(yīng)共同努力

　　  面對日益嚴(yán)峻的功耗挑戰(zhàn)，產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)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)。

　功耗問題已成為現(xiàn)今全球電子信息產(chǎn)品中最顯而易見且亟待解決的問題。對電子產(chǎn)品研發(fā)人員而言，降低功耗已成為設(shè)計(jì)時(shí)首要考慮的問題。由國際半導(dǎo)體設(shè)備與材料協(xié)會(SEMI)、GSA(全球半導(dǎo)體聯(lián)盟）和華美半導(dǎo)體協(xié)會(CASPA)聯(lián)合主辦的無線與低功耗應(yīng)用IC（集成電路）設(shè)計(jì)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(yīng)用領(lǐng)域IC設(shè)計(jì)、EDA（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，并對如何創(chuàng)新迎接低功耗挑戰(zhàn)發(fā)表了獨(dú)到見解。

 　便攜產(chǎn)品對功耗要求日益嚴(yán)格

 　    現(xiàn)在業(yè)界對功耗問題談得很多，低功耗可以說是目前業(yè)界的熱點(diǎn)問題。為什么會如此，安謀(ARM)咨詢(上海)有限公司銷售經(jīng)理費(fèi)浙平在接受《》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，軟件“跑”得太多使功耗問題日益突出。目前，像手機(jī)、PMP等，功能很多很花哨，有很漂亮的動(dòng)畫和音樂，而且有很強(qiáng)大的操作系統(tǒng)在后臺。這些功能需要很強(qiáng)大的軟件來支撐，這給低功耗設(shè)計(jì)帶來挑戰(zhàn)，這種功能軟件越多功耗就越大。第二，設(shè)計(jì)領(lǐng)域功耗問題突出是因?yàn)殡姵丶夹g(shù)發(fā)展太慢。在過去10年中電池技術(shù)進(jìn)步很小，而設(shè)備功能越來越強(qiáng)大，所以功耗問題越來越突出。如何解決這個(gè)問題，從系統(tǒng)角度來看，費(fèi)浙平認(rèn)為，軟件優(yōu)化對降低功耗是有幫助的，此外，芯片的設(shè)計(jì)、制造對功耗也有影響，所以要從整個(gè)系統(tǒng)的角度來解決低功耗的問題。

    隨著無線應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，很多產(chǎn)品從有線向無線轉(zhuǎn)變，無線產(chǎn)品功耗問題是非常關(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，因此對功耗要求就會越來越嚴(yán)格。中芯國際集成電路制造(上海)有限公司設(shè)計(jì)服務(wù)處主任工程師雷雨認(rèn)為，對無線應(yīng)用產(chǎn)品，低功耗設(shè)計(jì)是必需的，是沒有選擇的。隨著產(chǎn)品集成度越來越高，功能越來越多，對電池設(shè)備供電的要求也越來越高，功耗成為關(guān)鍵的因素。雷雨認(rèn)為，未來功耗是一個(gè)不可避免的問題。

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

 　    “創(chuàng)新”是目前最熱門、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)新無疑是最受矚目的。雷雨認(rèn)為，創(chuàng)新對企業(yè)來講，最現(xiàn)實(shí)的問題就是贏利。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(shè)計(jì)本身來講，也是在不斷進(jìn)步的。拿ARM核來講，最近幾年從ARM7、ARM9、ARM11等也在不斷進(jìn)步。就后端設(shè)計(jì)來講，布局布線、EDA工具等也在不斷進(jìn)步。”費(fèi)浙平認(rèn)為。

    高通公司張小南在接受《》記者采訪時(shí)介紹說，簡單地講，原來的線路設(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)候會出現(xiàn)良率的問題，良率的問題最后變成一個(gè)統(tǒng)計(jì)的問題，統(tǒng)計(jì)的問題就變成一個(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(chuàng)新是多方面的，我想對電路設(shè)計(jì)工程師來講，他們的職責(zé)就是解決問題，我希望產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)都能注意到這個(gè)問題，從而共同把這個(gè)問題解決。”張小南認(rèn)為。

 功耗問題需產(chǎn)業(yè)鏈共同面對

 　   產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)共同面對低功耗問題很重要。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)的瓶頸是沒有一個(gè)好的設(shè)計(jì)工具，從某個(gè)角度來講確實(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。”居龍表示。

    　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一臺計(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)界對電池產(chǎn)品的期望值越來越高，這來源于產(chǎn)品的功能越來越強(qiáng)和電池對產(chǎn)品功能的約束。”李念峰說。

   　 如何面對日益嚴(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)。“過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)會一直繼續(xù)下去。”李念峰表示。