淺析超低功耗集成電路技術

許可敬

摘 要：集成電路是一種微型電子器件和部件，并且在集成電路技術不斷發(fā)展的過程中，遵循摩爾定律，逐漸將納米技術應用到其中，其主要的目的就是實現(xiàn)超低功耗集成電路技術，對其相關行業(yè)的發(fā)展也是非常有力度。

關鍵詞：超低功耗 集成電路技術 納米技術 摩爾定律

中圖分類號：TN43 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（b）-0071-02

1 集成電路技術分析

集成電路是一種運用電子設備中的微型電子零部件，詳細的說就是把集成電路中的晶體管、電阻、電感和電容等方面，通過利用布線的方式，將這些設備和元件進行有效連接，并且將其固定在一塊或者多塊介質模塊上，形成整體電路中的一個微型電路，降低電子設備的功耗，以及提升電子設備的綜合性能。其實，集成電路主要是在20世紀50年代，由半導體領域發(fā)展起來的電路器件，并且通過半導體制造工藝，構成對整體電路有著一定功能的半導體元件，如圖1所示。

另外，集成電路主要是用于電路板之中，具有體積相對較小、使用時間相對較高、重量相對較小、性能較為良好等優(yōu)勢，所以在生產的過程中，可大規(guī)模的批量生產，也在相關行業(yè)中得到了大規(guī)模的使用[1]。同時，在集成電路不斷發(fā)展的過程中，逐漸在計算機領域得到了廣泛應用。

2 超低功耗集成電路技術分析

超低功耗集成電路技術主要是根據(jù)集成電路的一些運行和工作原理，降低電子設備的功耗，并且將其功耗降至最低。主要是因為集成電路技術在不斷發(fā)展的過程中，降低功耗成為了發(fā)展中的重點，主要是體現(xiàn)在集成電路技術中的材料、結構、系統(tǒng)等方面。因此，超低功耗集成電路技術的實現(xiàn)，完全展現(xiàn)了這一概念，并且為其相關行業(yè)的發(fā)展提供了重要支持。

3 超低功耗集成電路技術原理

超低功耗集成電路技術是由很多方面組成的，例如：電路材料采用、內部元件排列、電源硬件設計、系統(tǒng)功耗設計降低等，下面就針對這幾方面，進行了簡要分析和闡述。

3.1 電路材料的采用

功耗降低、超低功耗是集成電路技術發(fā)展中的重點。因此，在超低功耗集成電路技術應用的過程中，首先要考慮的就是電路材料，也是降低和控制集成電路功耗的主要因素。因此，在超低功耗集成電路技術材料選擇的過程中，一定要對各種材料的性能進行試驗，根據(jù)各個試驗結果選擇功耗相對較低的電路材料，并且一定要將先進電子技術應用到其中，加強集成電路運行中的綜合性能，這樣可以有效地降低和控制集成電路中元件功耗[2]。

3.2 內部元件排序

集成電路作為電子設備電路中的一個部分，并且在運行的過程中，主要是以發(fā)熱的形式消耗大量的功，因此超低功耗集成電路技術在應用的過程中，針對內部的元件，一定要采取相應的方式，對元件的排列進行優(yōu)化，重新整合和排序，從而降低各個元件在運行中所消耗的功，進而展現(xiàn)了超低功耗集成電路技術的優(yōu)勢。

3.3 電源硬件的設計

電源硬件是集成電路功消耗的一個重要內容。因此，在超低功耗集成電路技術應用的過程中，電源硬件的控制和設計，是非常重要的一項內容，例如：若是集成電路的電源電壓相對較高的話，那么消耗大量的功。所以，在超低功耗集成電路技術應用的過程中，盡量采用電壓相對較多的電源，并且對集成電路中芯片的核定電壓進行控制，一般情況下應當控制在0.85V，緩存定壓也應當控制在0.9V，這樣在最大程度上降低功的消耗。另外，超低功耗集成電路技術在應用的過程中，可以通過電源的控制和設計，對輸入的電壓進行控制，并且利用額定和動態(tài)的電源供電技術，對電路芯片的運行電壓進行有效控制，這樣可以有效地實現(xiàn)功降低消耗的目標。

3.4 系統(tǒng)功耗的控制

超低功耗集成電路技術中系統(tǒng)功耗控制，主要表面在系統(tǒng)程度方面，通過對系統(tǒng)軟件的設計和管理，將集成電路中的各個硬件部件進行有效結合，進而對運行過程和等待過程進行有效控制。同時，在集成電路系統(tǒng)處于非工作狀態(tài)的過程中，應當對各個電路元件進行休眠控制模式，這樣可以有效地實現(xiàn)“忙時多用、閑時休眠、不用關閉”等集成電路控制模式。

3.5 動態(tài)電壓的整合

動態(tài)電壓的整合是超低功耗集成電路技術應用的一個重點內容，主要是通過降低運行頻率和供電電壓的方式，對系統(tǒng)運行的程序進行相應的處理，并且在調節(jié)的過程中，可以利用動態(tài)電壓調整技術，降低功的消耗。同時，在超低功耗集成電路技術應用的過程中，不同層次的離散頻率可以運行在動態(tài)電壓調節(jié)系統(tǒng)中，這樣可以對程序運行的電壓負載進行相應的調節(jié)，可以保證電壓值運行的穩(wěn)定性。但是，在整合和調節(jié)的過程中，一定要注意以下幾個方面。

（1）在調節(jié)和整合的過程中，一定要基于FLAT、PEAK、PAST、AVGN隔離算法等方面，對功的消耗進行良好的控制。

（2）在任務算法的基礎之上，對電壓調節(jié)和動態(tài)頻率進行相應的比較，這樣可以進一步提升集成電路系統(tǒng)運行的效率，對電力電壓度進行有效調節(jié)，實現(xiàn)了超低功耗集成電路技術的優(yōu)勢。

4 超低功耗集成電路技術的發(fā)展分析

隨著我國電子設備的不斷發(fā)展，集成電路設計人員在提升綜合性能、降低功耗方面面臨著相對大的挑戰(zhàn)。因此，在不斷發(fā)展的過程中，逐漸將納米技術應用到其中，并且在整體電路結構的基礎之上，實現(xiàn)內外兼顧以及超低功耗集成電路技術的運行模式。同時，超低功耗集成電路技術在不斷發(fā)展的過程中，由于自身的性能和特點，會帶來很多相關產業(yè)的發(fā)展，例如：在電子信息產業(yè)中，通過利用超低功耗集成電路技術，可以有效地提升電子設備的綜合性能，進而促進了我國電子信息產業(yè)的發(fā)展。

另外，在超低功耗集成電路技術運行的過程中，主要是在摩爾定律的基礎之上，各種先進的技術形式進行融合。但是，在超低功耗集成電路技術不斷發(fā)展的過程中，還會面臨著一些問題和轉折點，相信在不斷實踐和研究的過程中會有更好的發(fā)展前景。

5 結語

綜上所述，超低功耗集成電路技術作為我國電子設備生產中一種新的電路系統(tǒng)模式，在電子信息行業(yè)，以及一些其他行業(yè)都起到了非常重要的作用和意義。本文針對超低功耗集成電路技術的一些相關內容，進行了簡要分析和闡述，其主要目的就是降低功耗，提升電子以及其他的一些產品的綜合性能，充分展現(xiàn)超低功耗集成電路技術的優(yōu)勢。

參考文獻

[1] 張晨龍.超低功耗集成電路技術研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經濟和信息化，2016，6（16）：27-28，44.

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[3] 張明文.新形勢下超低功耗集成電路技術研究[J].電子制作，2016（18）：26-27.