降低功耗一直被視為現今晶片設計最大的挑戰,該問題限制了可攜式產品的功能與電池續航力。位於美國矽谷的SuVolta致力於電晶體變化的物理問題,解決了電子系統核心的電力問題。其最新發表的PowerShrink低功耗平台可大幅降低供應電壓(VDD),將可降低功耗50%,同時維持IC的運作速度,而不需改變現有的半導體設計及製造基礎架構。此平台被市場認為是最具革命性的技術,富士通半導體也宣布已獲SuVolta授權,將共同開發 PowerShrink低功耗CMOS技術。
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SuVolta總裁暨執行長Bruce McWilliams(左)認為,功耗已成為許多功能的限制因素。降低半導體功耗的益處,已遠遠超過應用及產品所能發展的範圍。 |
SuVolta總裁暨執行長Bruce McWilliams指出,截至目前為止,半導體製程技術創新主要著重於提高效能。但現今半導體最大的問題並非效能,而在於功耗。SuVolta 藉由大幅降低電晶體臨界電壓變化來解決功耗問題,也因此促成了供應電壓的降低。SuVolta 的 DDC 次微米技術解決臨界電壓控制,限制隨機及其他來源的摻雜擾動,同時提高載子遷移率和減少器件電容,以維持低電源時的電路速度。
Bruce說,控制功耗是增加 IC 產品功能及擴充半導體製程技術的關鍵要素。SuVolta 的DDC電晶體採用獨特的通道結構,相較於傳統的電晶體技術,具有低功耗運作的顯著效益。藉由降低臨界電壓 (VT) 變化至50%,可降低DDC 電晶體供應電壓30%以上,同時維持相同的系統時脈速度並降低整體漏電。藉由增加通道遷移率,增加對 DDC 電晶體驅動電流10% 以上。此外,DDC 電晶體能夠藉由大幅增加的基體係數,透過基體偏壓更有效管理臨界電壓。
SuVolta PowerShrink低功耗平台相容於目前製造及設計基礎架構。SuVolta的DDC電晶體使用現有的CMOS設計規則及製造流程,因為不需要新設備或新材料,可於現有的晶圓廠製造。SuVolta的PowerShrink平台還使用傳統的設計工具及設計流程。
SuVolta 的電路及設計技術利用DDC電晶體的獨特特性,比傳統的電晶體更能有效管理 VT,藉此進一步降低功耗。適性基體偏壓可用來修正系統所製造的變化,從而進一步降低 VT 的變化和提升良率。動態基體偏壓可用來減低溫度和老化效應,同時讓功率模式於極低的電源運作下更有效率。
Bruce認為,功耗已成為許多功能的限制因素,這些功能可運用在行動運算裝置,如智慧型手機、平板電腦及筆記型電腦。降低半導體功耗的益處,已遠遠超過應用及產品所能發展的範圍。SuVolta 非常榮幸能夠提供業界技術平台,促進持續擴大平面基材CMOS技術的可行性。