Globalpress电子峰会专辑：低功耗成为主导

21IC记者应邀了参加了4月下旬在美国加州Santa Cruz召开的2010 Globalpress电子峰会，“Globalpress电子峰会专辑”将与大家分享我们在此次峰会上了解到的行业动态、最新趋势和解决方案。

为期一周的2010 Globalpress电子峰会上，低功耗成为主导。不论是我们熟悉的美国国家半导体，还是历史不长的Silego公司，绝大多数与会厂商都对低功耗产品和设计表现出了极大的热情。

Silego公司成立于2001年，曾在德勤的“硅谷高科技高成长50强”评选中获得“明日之星”奖项，这一奖项授予快速成长的初创公司。该公司现已成为全球最大的笔记本电脑和上网本时钟方案提供商，他们的愿景是为打造“绿色世界”提供高能效的混合信号IC。在本次峰会上发布的3款新产品将把Silego从其起家的笔记本电脑市场带入通用产品市场，它们分别是GreenPAK和GreenSAK混合信号FPGA、N沟道MOSFET驱动器GreenFET，以及DDR3寄存器IC GreenDDR3。

Silego Green（绿色）产品系列的目标是全面降低系统的成本、尺寸和功耗。该系列2009年的出货量为1300万，约占总量的15%。而2010年这一产品系列将不断扩充，出货量预计可达1亿2千万，占总出货量的比例将提高到56%。

图：Silego Green（绿色）产品系列将不断扩充

高能效的嵌入式设计不仅能够使消费者节省电费开支，同时还能降低电网的负荷，减少购买电子产品后的拥有成本，特别是电池供电的设备，延长电池的使用寿命也意味着减少废电池对环境造成的污染。Silicon Laboratories公司副总裁Mark Thompson表示，当前的嵌入式设计需要纳安（nA）级功耗。

针对便携式设计和其他强调省电的嵌入式系统，如智能仪表、RFID标签和个人医疗设备等，Silicon Laboratories在2009年推出了超低功耗MCU系列C8051F91x/0x。该器件提供极低的工作模式电流（160μA/MHz），可大幅节省系统工作时的电力。在睡眠模式中，不论是有实时时钟和低压检测电路（300nA）工作，还是没有实时时钟和低压检测电路（10nA）工作的情况下，均能保持RAM全部内容。

图：超低功耗MCU系列C8051F91x/0x

如何满足对带宽越来越高的需求？Altera公司高级市场副总裁Danny Biran认为，更高的处理能力才能满足这一需求，不过，现在功耗已经成为比价格和性能都更为重要的指标，我们需要关注的要比摩尔定律更多，要能够提供不以牺牲低功耗为代价的高性能解决方案。以视频处理为例，如果从标清提高到4K*2K超高清方案，DSP的性能就要从每帧0.4M像素提高25倍，达到每帧10M像素，处理器精度要从9位×9位提高到18位×18位。这时，采用可变精度的DSP方案就能够比传统固定精度的方案节省高达2/3的资源。

图：将标清提高到4K*2K超高清，DSP的性能就要从每帧0.4M像素提高25倍

Altera开发的精度可调DSP模块是Stratix V FPGA体系结构的一部分，在编译时可以采用18位模式或者高精度模式来配置每一模块。 在一个精度可调的DSP模块中，Stratix V FPGA能够在每一模块基础上支持从9位×9位到单精度浮点的各种精度范围。这样，可以不受FPGA体系结构的限制，在每一级DSP数据通路上使用最佳精度。这种精度可调的特性不仅能带来更好的系统性能，还能实现更低的功耗。

高性能计算和数据中心的互连密度持续增加，在高数据速率时线缆就会发生信号被极度衰减产生严重形变，以至于系统根本无法可靠将其还原等棘手的难题。

Intersil于2009年收购的Quellan公司就致力于为数据中心提供高性能有源线缆互连方案，他们推出的Q:Active芯片能够在延长传输距离、提升传输速率的同时有效降低功耗。该芯片能够被整合到线缆总成的每一端，通过放大信号并降低噪声，显著缩小了线缆规格并延长了传输距离，采用该技术后，能传输的距离达到原线缆的3倍。

图：Q:Active通过放大信号并降低噪声有效改善了信号质量

晶圆厂也是实现绿色产业链的关键环节之一。据三星半导体晶圆代工副总裁Ana Hunter介绍，采用低功耗晶圆加工工艺，在32nm/28nm的产品中动态功耗和漏电流都将有相当程度的降低，从而实现总体的更低功耗。在制造过程中，三星遵循了4R原则，即降低（Reduce）、重用（Reuse）、循环（Recycle）和节制（Refrain）。到2013年为止，三星还将投入43亿美元用于绿色技术的研发、绿色设备的采用和绿色产品的开发，并实现半导体和LCD产品线的排放再降低50%。

Gartner最新研究表明，由于受限于有害物质使用的政策指导，实施无铅焊接技术已耗费超过350亿美元。登记、评估、许可与限制化学品议案也可能会花费高达5至6亿美元来实施。

随着新材料、工艺和设备的研发，先进的解决方案能够在降低对环境影响同时提高能效并降低成本。中国企业要想走向国际市场，就要冲破绿色贸易壁垒，将绿色科技贯穿从设计到生产制造等各个环节，此次峰会上与会厂商很多成功的经验值得我们借鉴和学习。