低功耗IC设计如排山倒海而来

     ——访益华计算机企业暨数字IC设计平台副总裁徐季度平

      过去IC设计业者体认到低功耗IC设计的重要，但却不知从何着手做起，尤其大家知道低功耗是未来IC设计必须要走的方向，但从设计面却难以执行，毕竟要改变基层工程师的设计工具习惯、打破研发团队之间的藩篱共同合作将低功耗设计贯穿到整个设计流程之内，不是件容易的事。况且过去业界在谈低功耗IC设计多半是局限于可携式的电子产品内部IC零件，但是这种情况已经大大改变了，从工艺技术降低芯片的功耗已经不再足够了，要从更先端的设计端便先着手。

      低功耗IC设计风起云涌

      目前许多IC设计业者已经将低功耗的设计流程贯穿到前段的IC设计平台之内，产业界成员从功耗管理、节能角度出发的整个动力(momentum)已经相当强烈。过去或许碍于研发团队必须要打破彼此藩篱、互相合作的去执行难度比较高，但是现在情况却不同了，低功耗IC设计已处于浪头上，成为IC设计流程当中的必要(must-have)工具，甚至大家对于低功耗解决方案的存在性不再有任何迟疑，因为已成为客户的基本要求。

      以前当我们提到低功耗设计时候，往往联想到的电子产品像是可携式的产品例如助听器、手机等，但是现在扩及的范围及层次更广泛，尤其像工作站、网络(networking)类等高耗能产品，对于低功耗的要求几乎与对其效能要求的标准同等重要，因为这些应用往往最重视效能，也最消耗功耗。

       多少运算就需多少冷却　两者皆耗能

       现在科技业界对于省电不仅只是从规格面要求低功耗，而是从环境保护层面着眼，为地球尽一份心力，为我们所居住的地球节约能源，这样的思潮已如「流行」般深植人心。而尽管向晶圆代工业者号称在每个先进工艺技术世代，推出有所谓的「低功耗」(Low-power)工艺，但是光从工艺本身下手还不够，从一开始的设计端就得贯彻。

       举个例子来说，根据网通业者思科(Cisco)所统计的数据显示，当工作站运作时，其所需要的冷却耗能几乎等于因为耗能所产生的热，也就是说，运作中的工作站产生多少热，就需要多少耗能去冷却它。以2004~2006年全世界约500万系统工作站估算，若每个工作站可以节省1瓦，便可节省5百万瓦耗能，就成本来算约可节省7百万美元，可说是为数不少的数目。

       参与Power Forward联盟 如排山倒海

       此外，从业者参与Power Forward联盟的热度便可知低功耗议题的热度有多高。身为一个设计工具自动化平台业者，当然是从芯片设计的角度出发看待低功耗的问题，但是，若仔细观察过去1年之内，参与Power Forward联盟的业者参与度便可知道，整个半导体生态圈皆已充分意识到低功耗的必要性。以低功耗设计规格之一CPF(Common Power Format)为例，目前半导体圈已有200多个设计项目在进行，同时，这不仅只是纸上谈兵而已，已有约80几个设计芯片进入量产(tape-out)、50几个已完成实体晶圆制造。

       综观这些Power Forward联盟的参加者包括整合组件厂(IDM)、晶圆代工业者、IP硅智财供货商、设计自动化平台业者、以及IC设计服务业者。几家大型的晶圆代工厂包括台积电、联电、新加坡特许(Chartered Semiconductor)还有设计服务业者创意电子、智原、世芯、芯原，而虹晶也考虑加入，让这个低功耗联盟的生态体系渐趋完整。

       最重要的是，过去低功耗IC设计从无标准可言，但是现在整个半导体产业链都已可以达成彼此对于低功耗要求的共识，大家都可以看见这股必要的潮流或趋势，过去，没有人挺身登高一呼，但是现在大家却有机会可以同心协力汇集许多力量，并将这股力量化成实际作为，将IC低功耗设计家以标准化(standardization)。而在标准化之前，最重要的是业者彼此打破藩篱心态，愿意共同以开放的心态接受合作伙伴模式(partnership)，才能真正实践低功耗平台的建置。

       其中形塑业者对于低功耗设计流程的规格是很重要一环，当然例如CPF规格必须是公开且为业界所共同接纳的，同时也得以真正与IC设计业者所共同合作验证成功的。

      徐季度平，现任益华计算机(Cadence)企业暨数字IC设计平台副总裁，并且是Power Forward联盟重要发起人之一。在此之前，他曾任益华策略长(Chief Strategist)以及自动合成(Synthesis)平台副总裁。2003年4月之前，他任职Get2Chip营运长，之后Get2Chip为益华所购并。他具有加州柏克莱大学电子电机博士学位。