低功耗IC設計如排山倒海而來 |益華電腦科技

過去IC設計業者體認到低功耗IC設計的重要，但卻不知從何著手

做起，尤其大家知道低功耗是未來IC設計必須要走的方向，但從

設計面卻難以執行，畢竟要改變基層工程師的設計工具習慣、打

破研發團隊之間的藩籬共同合作將低功耗設計貫穿到整個設計流

程之內，不是件容易的事。況且過去業界在談低功耗IC設計多半

是侷限於可攜式的電子產品內部IC零件，但是這種情況已經大大

改變了，從製程技術降低晶片的功耗已經不再足夠了，要從更先

端的設計端便先著手。

低功耗IC設計風起雲湧

目前許多IC設計業者已經將低功耗的設計流程貫穿到前段的IC設

計平台之內，產業界成員從功耗管理、節能角度出發的整個動力(momentum)已經相當強烈。過去或許礙於研發團隊必須要打破彼

此藩籬、互相合作的去執行難度比較高，但是現在情況卻不同了

，低功耗IC設計已處於浪頭上，成為IC設計流程當中的必要

(must-have)工具，甚至大家對於低功耗解決方案的存在性不再有

任何遲疑，因為已成為客戶的基本要求。

以前當我們提到低功耗設計時候，往往聯想到的電子產品像是可

攜式的產品例如助聽器、手機等，但是現在擴及的範圍及層次更

廣泛，尤其像工作站、網路(networking)類等高耗能產品，對於低

功耗的要求幾乎與對其效能要求的標準同等重要，因為這些應用

往往最重視效能，也最消耗功耗。

多少運算就需多少冷卻　兩者皆耗能

現在科技業界對於省電不僅只是從規格面要求低功耗，而是從環

境保護層面著眼，為地球盡一份心力，為我們所居住的地球節約

能源，這樣的思潮已如「流行」般深植人心。而儘管向晶圓代工

業者號稱在每個先進製程技術世代，推出有所謂的「低功耗」

(Low-power)製程，但是光從製程本身下手還不夠，從一開始的設

計端就得貫徹。

舉個例子來說，根據網通業者思科(Cisco)所統計的資料顯示，當

工作站運作時，其所需要的冷卻耗能幾乎等於因為耗能所產生的

熱，也就是說，運作中的工作站產生多少熱，就需要多少耗能去

冷卻它。以2004~2006年全世界約500萬系統工作站估算，若每個

工作站可以節省1瓦，便可節省5百萬瓦耗能，就成本來算約可節

省7百萬美元，可說是為數不少的數目。

參與Power Forward聯盟 如排山倒海

此外，從業者參與Power Forward聯盟的熱度便可知低功耗議題的

熱度有多高。身為一個設計工具自動化平台業者，當然是從晶片

設計的角度出發看待低功耗的問題，但是，若仔細觀察過去1年之

內，參與Power Forward聯盟的業者參與度便可知道，整個半導體

生態圈皆已充分意識到低功耗的必要性。以低功耗設計規格之一

CPF(Common Power Format)為例，目前半導體圈已有200多個設計

專案在進行，同時，這不僅只是紙上談兵而已，已有約80幾個設

計晶片進入量產(tape-out)、50幾個已完成實體晶圓製造。

綜觀這些Power Forward聯盟的參加者包括整合元件廠(IDM)、晶圓

代工業者、IP矽智財供應商、設計自動化平台業者、以及IC設計

服務業者。幾家大型的晶圓代工廠包括台積電、聯電、新加坡特

許(Chartered Semiconductor)還有設計服務業者創意電子、智原、世

芯、芯原，而虹晶也考慮加入，讓這個低功耗聯盟的生態體系漸

趨完整。

最重要的是，過去低功耗IC設計從無標準可言，但是現在整個半

導體產業鏈都已可以達成彼此對於低功耗要求的共識，大家都可

以看見這股必要的潮流或趨勢，過去，沒有人挺身登高一呼，但

是現在大家卻有機會可以同心協力匯集許多力量，並將這股力量

化成實際作為，將IC低功耗設計家以標準化(standardization)。而在

標準化之前，最重要的是業者彼此打破藩籬心態，願意共同以開

放的心態接受合作夥伴模式(partnership)，才能真正實踐低功耗平

台的建置。

其中形塑業者對於低功耗設計流程的規格是很重要一環，當然例

如CPF規格必須是公開且為業界所共同接納的，同時也得以真正與

IC設計業者所共同合作驗證成功的。