節(jié)能與未來(lái)新能源　—Actel公司總裁兼CEO John East

　　由于目前大部分能源是從化石燃料取得，過(guò)度地消耗石油等能源，引發(fā)了環(huán)境問(wèn)題、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題和政治問(wèn)題等，使我們的世界不那么美好了。

半導(dǎo)體如何幫助解決能耗?

　　過(guò)去20年，功耗一直在上升，而不是下降。摩爾定律出什么錯(cuò)了？因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/功耗">功耗！每個(gè)晶體管的單位功耗下降了，這毫無(wú)疑問(wèn)。但是每個(gè)芯片的晶體管數(shù)量增長(zhǎng)更快，因此導(dǎo)致芯片的總功耗增加。一年前，Intel發(fā)明了45nm的工藝－以Hf(鉿)為基礎(chǔ)的High-k(高k)材料作為絕緣層材料，代替了傳統(tǒng)的二氧化硅，大幅減少漏電量。但是沒(méi)有完全解決問(wèn)題，因?yàn)樵陔娐分泄膩?lái)自多方面，通常為四類(lèi)：1動(dòng)態(tài)功耗，2亞閾值漏電，3柵氧化層隧道，4其他，諸如橫向隧道、交叉處的結(jié)漏、U或S型彎道(存電荷彎)等。

　　過(guò)去10年，功率業(yè)發(fā)生了四個(gè)地震：低K、應(yīng)變硅、多核和高K。追溯到過(guò)去的25年，發(fā)明了雙極、CMOS，更早的60、50年前出現(xiàn)了晶體管、集成電路的發(fā)明。

尋找新能源

　　為了解決能源短缺，人們絞盡腦汁。一些研究所推出了倉(cāng)鼠車(chē)，利用倉(cāng)鼠踩著輪子跑來(lái)發(fā)電。但是倉(cāng)鼠要吃很多食物。如果美國(guó)所有的汽車(chē)都用上倉(cāng)鼠，恐怕就像我們消耗石油一樣會(huì)污染環(huán)境。
　　
　　生物燃料。科學(xué)報(bào)告表明今天生物燃料比常規(guī)燃料產(chǎn)生更多的溫室氣體。玉米能源是個(gè)災(zāi)害，它產(chǎn)生3單位的能量，但是消耗了4單位的能量。

　　核能。可能是部分答案，但也不是沒(méi)有問(wèn)題：安全性、保密性、更高的轉(zhuǎn)換成本、事故、清潔和存儲(chǔ)……但是原子能可以產(chǎn)生清潔能源。

　　氫燃料。被提出來(lái)時(shí)被稱(chēng)為“無(wú)污染汽車(chē)”。不過(guò)，今天的氫燃料是由化石燃料產(chǎn)生的。

　　水能源。即水電站，看起來(lái)是好方法。

　　太陽(yáng)能。今天太貴了，可靠性不高，需要幾十年的時(shí)間發(fā)展。

　　風(fēng)能。全球范圍內(nèi)，人們認(rèn)為風(fēng)能具有長(zhǎng)期的技術(shù)潛力，是10倍于目前全球能源產(chǎn)出。風(fēng)能是發(fā)展速度最快的可再生的能源技術(shù)，雖然它目前提供全球的能源不足0.5%。今天風(fēng)能很貴，不太實(shí)用且不可靠。和太陽(yáng)能一樣，風(fēng)能需要很長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，大概需要幾十年。

節(jié)能需一整套方案

　　因此，在時(shí)間方面，我們目前可利用的能源有限，不具有優(yōu)勢(shì)。因?yàn)楦?、更清潔的能源非常重要，但是需要很長(zhǎng)時(shí)間才能到來(lái)。因此，我們必須用得更省！

　　在半導(dǎo)體業(yè)，我們說(shuō)低功耗，往往不僅指一塊芯片，更是一套節(jié)能方案。例如Actel公司提供便攜式應(yīng)用的IGLOO超低功耗方案，靜態(tài)功耗低至0.05mW/百萬(wàn)門(mén)，相當(dāng)于同類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的幾十甚至數(shù)百分之一。Actel的技術(shù)是采用Flash FPGA，專(zhuān)利的Flash*Freeze具有超低靜態(tài)功耗模式，Actel還有優(yōu)化功耗的設(shè)計(jì)工具，以及與ARM合作的低功耗Cortex-M1核，低功率和系統(tǒng)管理IP—Power Smart IP，再加上小型封裝。

　　功耗，今天被人們反復(fù)提及，有些人恐怕聽(tīng)煩了，認(rèn)為足夠了，但事實(shí)上我們永遠(yuǎn)嫌不夠。