隨著技術(shù)不斷進(jìn)步,，市場對設(shè)備秏電量的要求 也越來越嚴(yán)格,。小至移動裝置,、大到資料中心,，低秏電的要求已經(jīng)對半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生龐大壓力,。不僅既有的設(shè)計及架構(gòu)需重新考量，應(yīng)用的技術(shù)及驗證方法需改 變,，甚至對結(jié)果的預(yù)期也需重新調(diào)整,。即使如此，電力的問題還是如影隨形,，無法輕易解決,。

　　據(jù)媒體報導(dǎo)，在過去,，常面對的電源問題不外乎漏電流(currentleakage),、電遷移(electromigration)、靜電放電 (electrostaticdischarge),、電阻電容延遲(RCdelay)或設(shè)計不良而縮短電池壽命等,。而這些問題均由大型且復(fù)雜的工程團(tuán)隊負(fù) 責(zé)處理。即使問題無法緩解,，最后仍可要求制造廠調(diào)整制程解決,。

　　不過在55納米制程躍升為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備主流后，及芯片設(shè)計要求運(yùn)用多核心的趨勢下,，待解決的電力范疇常高達(dá)數(shù)百項,，設(shè)計工程師不得不提升電源技術(shù)復(fù)雜度因應(yīng)。

　　同時,，制造端也不似過往可輕易調(diào)整制程解決電源問題,。為此，晶圓廠已嘗試運(yùn)用包括減少導(dǎo)線間閘極氧化層(GateOxide),，或在16及14納米制程增加動態(tài)電力密度,，甚至采用更大型、更昂貴的次世代制程因應(yīng)越趨復(fù)雜的設(shè)計,，以解決秏電問題,。

　　據(jù)國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展藍(lán)圖(ITRSRoadmap)估測，當(dāng)制程從45納米降至10納米,，芯片效能將提升1.3倍,，而耗電將減少4.5倍，電晶體的數(shù)量也能增加1倍,。不過,，這樣的推估顯然過于樂觀。欲解決電力與效能問題,，各個方面均需做出調(diào)整,。

　　電力與效能是一體二面。在過去,，效能達(dá)標(biāo)后電力設(shè)計即使不符要求,，最后問題總能解決。但自從智能型手機(jī)出現(xiàn),，情況開始改觀,。一般來說，電力設(shè)計 需考量四項重點,，包括密度(熱平衡),、輸送(尖峰管理)、漏電(閑置耗電)及壽命(可靠性)等,，而調(diào)整設(shè)計架構(gòu)(Architecture)效果較為顯 著,。

　　舉例來說，在思考架構(gòu)時就需將電源納入考量,，并與后續(xù)設(shè)計做整合,。同時，設(shè)計端也需對應(yīng)架構(gòu)的變化據(jù)以調(diào)整并降低秏電,。此外,，設(shè)計上也可采用近 臨界(Near-Threshold)或次臨界(Sub-Threshold)技術(shù)協(xié)助。近臨界或次臨界技術(shù)是除了考量新封裝方式,、采用新型態(tài)存儲器或客 制芯片外,， 業(yè)界尋求解決秏電問題的方法之一。不過,，這些方法大多仍在研發(fā)階段,，實際幫助有限。安謀(ARM)指出,，在65~130納米制程中,，僅需考慮大約10項關(guān) 于制程、電壓和溫度(Process,VoltageandTemperature;PVT)的制程臨界參數(shù)(Corner),。但到了16或14納 米,，參數(shù)增至50項以上,，大幅提升設(shè)計難度。再加上高達(dá)上百項的電源管控項目,，傳統(tǒng)驗證工具及方法均不足以因應(yīng),。

　　明導(dǎo)國際(MentorGraphics)高層指出，面對復(fù)雜的電源問題,，需要新的工具協(xié)助工程師在設(shè)計系統(tǒng)單芯片(SoC)時即將電源納入考量,。好消息是，這些工具正在逐步改進(jìn),，變得更有彈性,。

　　電源問題已經(jīng)快速成為芯片設(shè)計時最棘手的問題之一。隨著制程不斷精進(jìn)及更多元件的采用,，電源問題只會變得更多,、更繁雜且更需秏時解決。若無法適當(dāng)因應(yīng),，不僅開發(fā)時程將拉長,，驗證無法落實，甚至產(chǎn)品可靠性都將受質(zhì)疑,，影響巨大,。