芯片功耗与制造能力的未来
国产芯片在智能制造领域的应用前景
国产芯片在智能制造领域的应用前景随着科技的不断进步，智能制造已经成为了现代工业发展的重要方向。
在智能制造过程中，芯片作为关键的核心技术之一，扮演着非常重要的角色。
而国产芯片在智能制造领域的应用前景也备受瞩目。
本文将从芯片技术的发展现状、国产芯片的优势以及国产芯片在智能制造领域的应用前景几个方面进行深入探讨。
一、芯片技术的发展现状芯片技术作为信息技术的核心，是智能制造的基石。
现如今，全球芯片产业蓬勃发展，尤其是美国、欧洲和亚洲等地的芯片产业处于领先地位。
在这些国家和地区，众多知名的芯片企业，如英特尔、三星、台积电等，拥有先进的制造工艺和独立的自主知识产权，这使得芯片技术在智能制造领域有着强大的竞争优势。
二、国产芯片的优势尽管国内芯片技术起步较晚，但近年来国产芯片发展迅猛，取得了令人瞩目的进展。
国产芯片正逐渐在智能制造领域崭露头角。
国产芯片的优势主要体现在以下几个方面：1. 国产芯片具备低成本优势。
相比于国外的芯片产品，国产芯片在生产制造过程中的成本较低，这主要归因于国内劳动力和原材料的便宜以及低廉的制造成本。
低成本使国内芯片产品更具市场竞争力。
2. 国产芯片具备技术创新潜力。
近年来，中国政府和相关企业纷纷加大对芯片领域的研发投入，并取得了一系列创新成果。
例如，华为旗下的海思半导体公司推出了一系列高性能、低功耗的AI芯片产品，在人工智能领域享有很高的声誉。
技术创新为国产芯片的应用提供了坚实的基础。
3. 国产芯片符合国家安全需求。
在当前复杂多变的国际形势下，保护国家信息安全成为了重要的任务。
依赖于进口芯片的智能制造系统存在着数据泄露和信息依赖等风险。
而使用国产芯片可以减少对外部技术的依赖，提高国家信息安全水平。
三、国产芯片在智能制造领域的应用前景智能制造广泛应用于汽车制造、工业机器人、物联网和集成电路等领域。
而国产芯片在智能制造领域的应用前景非常看好。
具体表现在以下几个方面：1. 提升智能设备的性能。
芯片技术的全球发展现状与未来趋势
芯片技术的全球发展现状与未来趋势随着科技的飞速发展，芯片技术成为推动各行业进步的重要驱动力之一。
从早期的集成电路到如今的芯片工艺制造和设计，芯片技术已经影响了我们生活的方方面面。
本文将探讨芯片技术的全球发展现状与未来趋势。
一、全球芯片技术发展现状目前，全球芯片技术发展呈现出多个趋势。
首先是技术集成度的提高。
由于芯片领域高度竞争，厂商们致力于提高芯片功能和性能，同时不断降低成本。
这使得芯片在尺寸缩小、功耗降低以及性能提升方面取得了巨大突破。
其次是多核技术的兴起。
随着人工智能、大数据和云计算等技术的快速发展，对计算能力的需求越来越高。
多核技术可以实现多个处理器核在同一芯片上并行工作，提高计算效率，满足这一需求。
此外，异构集成技术也在全球范围内得到广泛应用。
异构集成技术能够将不同功能的芯片集成到同一片芯片上，将传感器、处理器和通信模块等功能融合在一起，以实现高度集成和优化的系统设计。
二、全球芯片技术未来趋势展望未来，芯片技术将呈现出更多创新并影响更多领域。
首先是人工智能芯片的发展。
人工智能已经成为当今科技领域的热点，而人工智能芯片是支撑人工智能技术发展的关键。
未来，人工智能芯片将更加注重专业化设计和计算能力的提升，在机器学习、图像识别、语音处理等领域取得更大突破。
其次是物联网芯片的进一步应用。
随着物联网的普及，对于具有低功耗、高可靠性和安全性的芯片需求日益增长。
未来的物联网芯片将更加注重低功耗设计和增强安全性能，以满足物联网大规模应用的需求。
另外，区块链技术的崛起也将推动芯片技术的发展。
区块链是一种去中心化的分布式账本技术，具有高度的安全性和可靠性。
芯片技术在保证区块链系统稳定性和安全性方面发挥着重要作用，未来将有更多的芯片技术应用于区块链系统中，加速其发展。
最后，生物芯片技术也是未来的发展方向。
生物芯片结合了生物学与芯片技术，可以实现对生命体的监测、分析和诊断。
在医疗、环境监测和食品安全等方面，生物芯片将发挥更大作用，推动相关领域的快速发展。
芯片技术发展的动态与规律
芯片技术发展的动态与规律一、芯片技术的发展历程自2010年以来，芯片技术经历了快速的发展和变革。
随着移动互联网的普及和需求的巨大增长，芯片技术向着多核、低功耗、高性能方向发展。
同时，集成电路表面的设计与制造技术的创新，为芯片行业本身不断带来革新。
芯片技术发展的动态和规律，让人们看到未来发展的可能性。
二、芯片技术的动态1、尺寸不断缩小芯片技术的一个明显的趋势是尺寸不断缩小。
尺寸的减小带来了许多好处，如提高了芯片的效率和减少了能源的消耗。
目前最先进的芯片某些部件的尺寸已经达到了几纳米，表明芯片技术的发展速度极快。
2、功耗极低在现代科技当中，耗能已成为一个重要问题。
全球温室气体排放量减少的一个途径是通过减少机器本身的能耗。
芯片技术动态中表明芯片功耗已被限制在一个极低的范围内，可以通过低功耗芯片来降低耗能。
3、多核化绝大多数芯片都是研发单核心架构，但自从2000年出现了多核CPU之后，多核化成为了另一个趋势。
多核化技术在许多场合下可以大大提高CPU的性能，但是它同时也带来了许多挑战，如如何提高线程可扩展性、如何维护核心之间的高速通信等。
4、混合集成混合集成技术是一种将不同的晶体管技术集成到同一芯片中的技术。
这种技术让芯片设计师能够利用不同的制程技术来实现不同的功能，如大容量存储器和高效运算单元的同时实现。
在芯片制造中，混合集成技术是一种非常有效的方法。
三、芯片技术的规律1、摩尔定律摩尔定律是芯片技术历史上的一项里程碑式的成就。
其突出表现是每隔一段时间芯片处理速度翻倍。
而随着技术的不断发展，制造过程的细节不断变得更加复杂。
在未来，这可能变得越来越困难，这意味着摩尔定律的翻倍速度可能会减缓。
2、尺寸缩小尺寸的缩小是芯片技术发展的另一个规律。
可以预见，未来芯片制造技术将继续向小型化、高度集成化的演进。
这将要求芯片研发人员研发出新的材料和制造技术。
3、功耗下降芯片功耗也将在未来继续下降。
这将要求更优化的电路设计，同时需要使用更高效的制造工艺和封装技术。
芯片行业在未来的技术发展趋势和变革方向
随着科技的飞速发展，芯片行业正经历着前所未有的变革。
未来几年，芯片行业的技术发展趋势和变革方向将深刻影响整个科技领域的发展。
本文将探讨芯片行业在未来的技术发展趋势和变革方向。
一、技术发展趋势1.先进制程工艺：随着摩尔定律的延续，芯片制造的制程工艺不断突破物理极限。
未来，更先进的制程工艺将进一步提高芯片的性能、降低功耗，同时带来更小的尺寸和更低的成本。
2.异构集成：异构集成技术将不同工艺、不同材料的芯片集成在一个封装内，实现性能优化和功耗降低。
这种技术将为各种应用场景提供灵活、高效的解决方案。
3.3D集成：3D集成技术通过将多个芯片堆叠在一起，实现更快的传输速度和更低的功耗。
这种技术将为高性能计算、人工智能等领域提供强大的支持。
4.柔性电子：柔性电子技术使得芯片可以弯曲、折叠，适应各种不规则表面。
这种技术将广泛应用于可穿戴设备、智能家居等领域，为人们的生活带来更多便利。
5.人工智能芯片：人工智能技术的快速发展对芯片提出了更高的要求。
未来，更高效、更智能的AI芯片将成为行业发展的热点。
二、变革方向1.封装革命：随着制程工艺的进步，芯片封装的重要性日益凸显。
未来，封装技术将发生深刻变革，从传统的芯片级封装向系统级封装、晶圆级封装发展。
这种变革将进一步提高芯片的性能、降低成本，并适应各种新兴应用的需求。
2.智能制造：智能制造是未来芯片制造的重要方向。
通过引入自动化、智能化技术，提高生产效率、降低能耗和减少人力成本。
智能制造将为芯片行业带来巨大的变革，推动整个产业链的升级。
3.开放创新：未来，芯片行业将更加注重开放创新，打破传统封闭式创新的局限。
通过与学术界、产业界的合作，共享技术资源、加速技术研发和应用。
这种开放创新的模式将促进整个行业的创新力和竞争力提升。
4.可持续发展：随着全球对环保问题的日益重视，可持续发展成为芯片行业的必然趋势。
厂商将更加注重环保材料的使用、能效比的优化以及废弃物的回收利用，推动整个行业的绿色发展。
芯片行业的未来发展趋势
芯片行业的未来发展趋势随着科技的飞速进步，人们对于芯片行业的需求不断增加。
作为现代科技的核心组成部分，芯片的发展趋势对于整个科技产业都具有重要意义。
本文将探讨芯片行业的未来发展趋势。
一、人工智能与机器学习应用的兴起在未来，人工智能与机器学习将逐渐渗透到各个行业，对芯片的需求呈现出爆发式增长。
以云计算为例，云端数据处理的需求不断增加，芯片需要具备更高的计算能力和能效比。
因此，在未来芯片行业的发展中，针对人工智能与机器学习应用的芯片设计与制造将成为重要的发展方向。
二、物联网的快速发展随着物联网的兴起，各类智能设备的数量快速增加，对芯片的需求也呈现出井喷式增长。
未来的芯片设计与制造需要满足物联网设备的低功耗、小尺寸和高可靠性等特点。
同时，为了推动物联网应用的发展，芯片行业将更加注重网络安全和数据隐私保护，加强芯片的安全性设计方面的研究。
三、5G通信技术的进步随着5G通信技术的快速推广和应用，对芯片的需求也在迅速增加。
在5G时代，芯片需要具备高速传输和低延迟等特点，以适应大规模的物联网设备连接和数据传输需求。
未来的芯片行业将加大对于射频芯片和通信协议等关键技术的研发和创新，以满足5G通信时代的需求。
四、可穿戴设备与可扩展性的需求随着可穿戴设备的普及和应用越来越广泛，对于芯片的需求也在不断增加。
未来的芯片行业需要设计和生产出更小尺寸、更低功耗的芯片，以满足人们对于可穿戴设备的个性化需求。
同时，芯片行业还需要关注可扩展性的设计，让各种不同类型的可穿戴设备能够无缝连接并实现互操作性。
五、绿色环保与可持续发展未来芯片行业的发展趋势还将更加注重绿色环保和可持续发展。
在芯片制造过程中，将更多应用低能耗和环境友好的材料，减少对于环境的污染和资源的浪费。
同时，芯片行业还将积极推动回收和再利用技术的发展，减少废弃芯片产生的环境负荷。
六、国际合作与开放创新芯片行业的发展需要各国之间的合作与共享，以促进技术研发和创新。
未来，芯片行业将更加注重国际间的技术交流与合作，推动全球芯片产业的协同发展。
芯片技术的发展与未来趋势
芯片技术的发展与未来趋势近年来，随着科技的不断发展，各行各业都呈现出了快速的发展趋势。
而其中以芯片技术的发展速度最快，可以说是现代科技发展的重要支撑。
芯片技术的应用范围也越来越广泛，包括电子设备、智能家居、汽车产业等。
今天，我们就来探讨一下芯片技术的发展趋势和未来展望。
一、芯片技术的基本原理首先，我们需要了解一下芯片技术的基本原理。
芯片，又称为集成电路，是由几个晶体管、电容器和电阻器等电子元件组成的微型电路板。
而集成电路的核心是晶体管。
晶体管可以看做是一种电子开关，能够将电信号转换为数字信号，从而实现电子设备的各种功能。
芯片技术的发展可以说是源于集成电路技术的发展。
集成电路技术最初由于大规模集成电路（VLSI）技术而得以快速发展。
而现在，随着芯片制造工艺的不断改进，芯片的集成度越来越高，功能越来越强大。
二、芯片技术的发展历程从芯片技术的发展历程来看，其可以分为以下几个阶段。
1. TTL时代芯片技术最初的时期是TTL（晶体管转istor-transistor logic）时代，同时由于TTL晶体管和硅控技术的发展，集成度也逐渐提升。
2. MOS时代20世纪70年代至80年代初，MOS（金属氧化物半导体）技术逐渐成熟，MOS芯片成为主流。
3. VLSI时代20世纪80年代之后，大规模集成电路（VLSI）技术的出现，使芯片的集成度得到快速提升，同时为芯片技术的未来发展打下了基础。
4. SoC时代随着电子设备向个性化、多功能、大和小混合化发展，以及不同设备之间数据传输的需求，SoC（系统级芯片）技术逐渐成为重要发展方向。
SoC芯片是指将多个可变核心和互联控制功能集成在一起的芯片。
5. 云计算时代云计算时代是指将IT基础架构和计算能力向虚拟化和网络化转移的时期。
在这个时期，数据中心服务器的重要性日益提高，云计算已成为芯片技术发展的重大方向，如ARM公司的A77芯片、英伟达公司的A100芯片等。
三、芯片技术的未来发展趋势1. 更高的集成度未来芯片技术的发展方向必将是更高集成度的芯片。
芯片技术的发展现状与未来趋势分析
芯片技术的发展现状与未来趋势分析引言：如今，芯片技术在科技发展中起到了至关重要的作用，它是现代电子设备和信息技术的基石。
从过去五十年的发展来看，芯片技术取得了巨大的进步，并在各个领域发挥着越来越重要的作用。
然而，随着人工智能、物联网、5G等新兴领域的崛起，芯片技术亟待进一步的发展与创新。
本文将分析当前芯片技术的发展现状，并展望未来的趋势。
一、芯片技术的发展现状1.1 现有芯片技术的应用领域目前，芯片技术已经广泛应用于各个领域，包括通讯、计算机、医疗、汽车等。
在通讯领域，芯片技术的应用使得网络通信更加高效和稳定；在计算机领域，芯片技术的进步使得计算速度更快，存储容量更大；在医疗领域，芯片技术的应用使得医疗设备更加智能和精确；在汽车领域，芯片技术的进步推动了自动驾驶技术的快速发展。
可以说，芯片技术已经深刻改变了人们的生活和工作方式。
1.2 现有芯片技术的局限性尽管芯片技术在各个领域取得了巨大的进展，但也存在一些局限性。
首先，传统硅基芯片面临着功耗过高、体积过大、散热困难等问题，无法满足新兴应用对于低功耗、小型化的要求。
其次，随着人工智能和大数据的兴起，对计算能力的需求越来越高，而传统芯片的计算能力面临瓶颈。
另外，传统芯片在面对复杂的环境和任务时，往往无法提供足够的处理能力和适应性。
二、芯片技术的未来趋势2.1 新一代芯片技术的发展为了克服传统芯片的局限性，新一代芯片技术正在迅速发展。
其中一个重要的趋势是采用新材料制造芯片，如石墨烯、二维材料等。
这些新材料具有优异的电学、热学性质，能够提供更好的性能和稳定性。
另外，新一代芯片技术也越来越注重集成度和功耗控制，致力于实现更小型化、低功耗的芯片设计。
同时，在新一代芯片技术中，量子计算、光子计算等新模式和新理念被广泛研究，有望突破传统计算的限制。
2.2 人工智能对芯片技术的推动人工智能的快速发展对于芯片技术提出了更高的要求，同时也为芯片技术的发展提供了巨大的机遇。
高性能集成电路的发展趋势与前景
高性能集成电路的发展趋势与前景高性能集成电路（High-performance Integrated Circuit，HPIC）是一种高度集成的微电子元件，集成了传感器、处理器、存储器、通信和控制电路等多种功能，以达到高速、高能效、高性能等多方面优势。
随着现代科技的不断发展，HPIC已经成为了许多重要的应用领域的基础和核心。
例如，大规模芯片、人工智能与机器学习、5G通信、云计算和物联网等等。
本文将重点讨论HPIC未来发展的趋势与前景。
一、芯片集成度和功耗优化随着芯片制造技术的不断提升，芯片集成度不断提高，集成度越高，芯片里面可供利用的元件数量将越大，也就意味着芯片可以实现更加复杂的功能。
随着制造工艺向更深入的微米或纳米级别发展，芯片的功耗也将会越来越低，尤其是低功耗的集成电路将成为未来的主流。
利用功耗优化的技术和设计方法，将有可能延长芯片的电池寿命，减少功耗的同时不影响性能。
二、异构系统集成传统的系统芯片都是单一的处理器集成电路，在性能和功耗方面的限制不断限制着设备的发展。
而异构系统则可以将不同架构的处理器或计算单元集成到同一个芯片上，以满足不同的应用需求。
例如，CPU、GPU、NPU、FPGA、DSP等多种计算单元的协作可以将任务分配到合适的处理器上，分别利用其擅长的计算能力，从而提高计算性能、降低功耗和延长电池寿命。
目前，异构系统在人工智能、5G通信和汽车等多个领域得到了广泛的应用。
三、可计算硬件随着人工智能和机器学习等领域的快速发展，对于计算效率和速度的要求变得越来越高。
传统的计算机芯片无法满足这些要求，并且为了支持这些新兴技术，需要不断优化计算芯片的计算能力。
ASIC、FGPA 和SoC等可计算硬件成为了实现高性能与低功耗的利器。
这些技术的发展将使计算机更加快速、准确，同时也将使芯片设计更加灵活和适应性更强。
四、可重构性芯片可重构性芯片是一种可以通过软件调整其硬件结构和功能的芯片。
这种芯片允许芯片的灵活变换和优化，以最大限度地发挥芯片的性能和效率。
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EDA Lab., Tsinghua University
3
MIPS
Goal for Intel: 1TIPS by 2010
1000000
100000 10000 1000 100 10 1
Pentium® 4 Architecture
Pentium® Pro Architecture
Pentium® Architecture 486
➢ 共发表32篇学术论文并申请3项中国专利。其中包括2篇SCI文章（《中 国科学》与《TCAD》），18篇EI文章、2篇ACM文章。
➢ 基于“CMOS电路动态功耗估计与优化”，中科院计算所方面已申请到 一项863项目。
➢ 基于“漏电流静态功耗的估计与优化”，已申请到博士后基金，但申请 国家自然科学基金面上项目被拒。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
24
➢ 为1.25亿只晶体管供电，P/G网必然非常复杂，必须 使用顶两层粗网与低两层细网，共占用4层布线资源。
➢ 3GHz工作频率要求，在P/G网分析中，必须采用复杂 的RLC等效电路模型。
2/29/2020
EDA Lab., Tsinghua University
14
P/G网的拓扑形式级等效模型
2/29/2020
➢ 面对功耗越来越高的计算机（主要是CPU+散热装 置），SUN公司的科技人员就戏称，是他们的SPARC 造成了北美大停电。
2/29/2020
EDA Lab., Tsinghua University
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复杂的CPU散热装置
P4-2GHz的风扇
半导体+风冷的 复合制冷装置
2/29/2020
EDA Lab., Tsinghua University
➢ 动态功耗由三部分组成：A、电路逻辑操作所引起的 状态改变所需功耗；B、P管与N管阈值电压重叠所 产生的导通电流所需功耗；C、不同路径的时间延迟 不同所产生的竞争冒险所需功耗。
➢ 静态功耗也由三部分组成：A、CMOS管亚阈值电 压漏电流所需功耗；B、 CMOS管栅级漏电流所需 功耗；C、 CMOS管衬底漏电流（BTBT）所需功耗。
❖供电系统（P/G） ❖封装与散热装置 ❖可靠性
➢ 芯片功耗与摩尔定律的终结 ➢ 与芯片功耗相关的研究热点
2/29/2020
EDA Lab., Tsinghua University
2
计算机科学发展与摩尔定律
➢ 目前计算机科学发展的动力，一部分来自计算机理论 的发展，但主要来自集成电路芯片性能的大幅提高。
2/29/2020
EDA Lab., Tsinghua University
9
The Power Crisis from IBM
David E. Lackey, IBM
2/29/2020
EDA Lab., Tsinghua University
10
Leakage power become focus in crisis
2/29/2020
EDA Lab., Tsinghua University
18
报告内容
➢ 计算机科学发展与摩尔定律 ➢ 集成电路功耗的组成与提高趋势 ➢ 高功耗对集成电路性能与可靠性的影响
❖供电系统（P/G） ❖封装与散热装置 ❖可靠性
➢ 芯片功耗与摩尔定律的终结 ➢ 与芯片功耗相关的研究热点
2/29/2020
EDA Lab., Tsinghua University
15
高功耗对封装与散热装置的影响
➢ 102W的Prescott，标称工作温度为74度。
➢ 高功耗对芯片流片的热分析提出了更高更急迫的要求。
➢ 高功耗需要导热性更佳的封装材料。
➢ 多PAD的P/G网对封装技术提出更高的要求。
➢ 风冷散热已勉为其难，再说台式机的CPU风扇噪音， 已经影响使用者的工作心情。已有人提出了半导体制 冷+液态制冷的复合散热技术。
➢ 基于“P/G网的分析与优化”，已申请到一项Intel公司资助，并与其它 院校联合申请到一项国家自然科学基金重点项目。
2/29/2020
EDA Lab., Tsinghua University
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Thank you Happy new year
2/29/2020
EDA Lab., Tsinghua University
Shekhar Borkar, Circuit Research, Intel Labs
2/29/2020
EDA Lab., Tsinghua University
5
报告内容
➢ 计算机科学发展与摩尔定律 ➢ 集成电路功耗的组成与提高趋势 ➢ 高功耗对集成电路性能与可靠性的影响
❖供电系统（P/G） ❖封装与散热装置 ❖可靠性
➢ 动态功耗优化：A、时钟屏蔽技术；B、测试功耗优 化；C、竞争冒险消除；D、多输入逻辑门的低功耗 展开；D、分区供电。
➢ 静态功耗优化：A、多阈值多电压布放；B、虚拟供 电网络；C、最小漏电流输入向量；D、浮动衬底电 压；E、绝缘衬底（SOI）。
2/29/2020
EDA Lab., Tsinghua University
2/29/2020
EDA Lab., Tsinghua University
7
静态功耗的三种成因
2/29/2020
EDA Lab., Tsinghua University
8
The Power Crisis from Intel
1200 1000
800
15 mm Die
Leakage Active
➢ 芯片功耗与摩尔定律的终结 ➢ 与芯片功耗相关的研究热点
2/29/2020
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6
CMOS集成电路功耗的组成
➢ 与其它工艺比较，CMOS电路以其低功耗，易于集 成的优点，在目前硅材料时代得到了最广泛的应用。
➢ 芯片功耗包括由CMOS管状态改变所产生的动态功 耗与由漏电流引起的静态功耗两部分。
12
报告内容
➢ 计算机科学发展与摩尔定律 ➢ 集成电路功耗的组成与提高趋势 ➢ 高功耗对集成电路性能与可靠性的影响
❖供电系统（P/G） ❖封装与散热装置 ❖可靠性
➢ 芯片功耗与摩尔定律的终结 ➢ 与芯片功耗相关的研究热点
2/29/2020
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高功耗对供电网络(P/G)的影响
➢ 以Intel公司下一代采用90nm工艺的Prescott为例， 它的Die面积为112mm2,共集成1.25亿只晶体管，功 耗为102W，供电电流为91A，供电电压为1.12V，工 作频率为3GHz以上（网上材料汇总）。
➢ 在3.4*10-10S的工作周期内,吸91A 电流，则充电速度 最小为2.6 *1011A/S，要求P/G网必须占有足够大的 布线面积。
➢ 集成电路芯片性能提高大致符合摩尔定律，即处理器 (CPU)的功能和复杂性每年(其后期减慢为18个月)会 增加一倍，而成本却成比例地递减。
➢ 集成电路生产工艺的提高(0.25/0.18/0.13/0.09um)， 缩小了单管的尺寸，提高了芯片的集成度与工作频率， 降低了工作电压。
2/29/2020
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报告内容
➢ 计算机科学发展与摩尔定律 ➢ 集成电路功耗的组成与提高趋势 ➢ 高功耗对集成电路性能与可靠性的影响
❖供电系统（P/G） ❖封装与散热装置 ❖可靠性
➢ 芯片功耗与摩尔定律的终结 ➢ 与芯片功耗相关的研究热点
2/29/2020
EDA Lab., Tsinghua University
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50%
Must stop
40%
at 50%
30%
Leakage Power (% of Total)
20%
10%
0% 1.5 1 0.7 0.5 0.35 0.25 0.18 0.13 0.09 0.07 0.05
Technology ()
A. Grove, IEDM 2002
Shekhar Borkar, Circuit Research, Intel Labs
EDA Lab., Tsinghua University
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芯片功耗与摩尔定律的终结
➢ 摩尔定律的终结来自多方面，如投资、市场、设计复 杂性、材料及工艺，这里主要谈论芯片功耗的作用。
➢ 高功耗产生高温度，提高了封装成本，对摩尔定律的 成本按比例减低方面，产生终结效应。
➢ 高功耗产生高温度，产生了许多新的故障，加大了测 试复杂度，提高了测试成本，同样会产生终结效应。
芯片功耗与摩尔定律的终结
清华大学计算机系EDA实验室 骆祖莹
luozy@ 博士后合作导师: 洪先龙教授 IEEE FELLOW
2/29/2020
EDA Lab., Tsinghua University
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报告内容
➢ 计算机科学发展与摩尔定律 ➢ 集成电路功耗的组成与提高趋势 ➢ 高功耗对集成电路性能与可靠性的影响
Power (W)
600
400
200
0 0.25u 0.18u 0.13u 90nm 65nm 45nm
Leakage Power is catching up with the active power in nano-scaled CMOS circuits.
Shekhar Borkar, Circuit Research, Intel Labs
2/29/2020
EDA Lab., Tsinghua University
11
CMOS电路功耗的优化方法