低功耗IC設計如排山倒海而來

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。