侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

为芯片节能 五种降低未来IC功耗的技术

2014-05-16 15:33
瑾年Invader
关注

  降低工作电压

  微缩芯片尺寸通常能够降低工作电压,从而实现节能。例如,三星公司(Samsung)最新的20nm‘绿色记忆体’芯片透过将工作电压从1.5V降低至1.35V,以节省67%的功耗。

  处理器和逻辑电路的工作电压甚至低于记忆体元年,但工作电压降低至1V以下时就不可避免地必须进一步改善半导体制程。IBM、英特尔(Intel)、三星、TI、台积电(TSMC)和其他每家半导体制造商均持续改善制程,以便能在更低电压下作业,不过,过去几个制程世代以来的进展速度已开始减缓。

  其关键在于电晶体导通的阈值电压在使用不同晶圆时是不一致的,因为在更大尺寸时制程的变化可以忽略。而由于在特定电压下关断状态的漏电流在不同阈值时有很大的变化,因此理想芯片实际上要使用根据其特性定制的供电电压。

  英特尔公司声称已具有更好的解决方案──这是该公司花费近十年时间进行完善的一种方案。英特尔采用了所谓三闸(tri-gate)的3DFinFET电晶体架构,这种架构以三维方式在电晶体通道周围环绕三个金属闸极,使电晶体处于这些闸极的电场之下。这种技术可以抵销阻止工作电压低于1V的制程变化。

  “我们已经成功地展示我们的三闸电晶体结构,可将工作电压减少到0.7V范围,而且还能做得更低。”英特尔公司资深工程师MarkBohr指出,“这些都是具有更陡峭次阈值斜率的完全耗尽型电晶体,可以更小的漏电流更快切断,同时以更低阈值导通电压。”

  资金雄厚的半导体制造商们专注于模拟英特尔公司的3D架构,但一些新创企业则致力于研发新型平面制程,针对缺乏时间和资金来完善3D架构的半导体制造商重启电压调整进程。例如SuVolta公司已经发明出一种用于标准CMOS产品线的超低电压平面制程。

  SuVolta并未使用3D闸极耗尽型电晶体,改而采用一种未掺杂通道(带掺杂的阈值和保护带)以避免掺杂中的变化。深度耗尽型通道制程可在标准的平面CMOS产品线上实现。

  “透过使用平面深度耗尽型通道制程,我们已成功展示供电电压可降低到0.6V,未来还能够降得更低。”SuVolta公司技术长ScottThompson透露。

  SuVolta还取得了第一个授权协议──富士通半导体,该公司将在今年稍晚进行量产。有关该重要授权交易的进一步声明可望在2012年稍晚发布。

  智能调节功能

  一般来说,供电电压和时脉速度越低,功耗就越低。然而性能也受到影响。因此,最新的微控制器和SoC开始寻求运用智能电源管理单元,自动调整工作电压与时脉速度来搭配工作负载。

<上一页  1  2  3  4  5  下一页>  
声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号