先进工艺的硬伤 -- leakage

andywang3791

Jake，对于同一个cell，比如DFF，先进工艺的leakage会大吗？

andywang3791

我理解到位面积上先进工艺的gatecount更大，所以leakage更大，但对于同一个cell，先进工艺的面积更小，电压更低，leakage应该会更低，但是leakage相对于dynamic power的占比先进工艺会更高

jake

andywang3791 发表于 2021-1-30 22:52
Jake，对于同一个cell，比如DFF，先进工艺的leakage会大吗？

是的。 我就是用相同功能 1x drive 的 DFF 来做比较的，数据的来源都是 ml (max leakage) corner 的功耗，换算成电流。 不同工艺的电压也不同，换算成电流是比较通用的方法。
其实网上很多文章都讲到新工艺 leakage 大的问题。 有时工艺先进一代， leakage 会差 4~5 倍。 高温下 leakage 飙升，绝对数字大 4~5 倍就非常大了。

新工艺优势是 dynamic power 小很多，所以整体 power 小，虽然这个整体里 leakage 占的百分比很大。 相同的功能，都跑 1 GHz，新工艺的片子整体功耗肯定比老工艺低。 如果使用场景主要是全速跑，新工艺在功耗上肯定是占优势的。

手机，便携设备里大部分时候处于待机状态。 待机状态下数字部分的动态功耗可以通过 clock gating 之类的手段降到最小。 这时 leakage 就显得很突出了。 新工艺的 leakage 大的弱点就明显了。 手机厂商给片子定个 0.x uA 的待机电流指标，不想办法降低 leakage，是很难达到的。 办法也是有的，但是要费些功夫的。  

andywang3791

jake 发表于 2021-1-31 13:42
是的。 我就是用相同功能 1x drive 的 DFF 来做比较的，数据的来源都是 ml (max leakage) corner 的功耗 ...

我也比较了130nm和180nm的1x的DFF和NAND2，都在tt 25 corner下，确实130nm的leakage power要大上6-7倍左右

imossyf

低功耗技术，power关断

oreoliver

请问iPhone12上的soc（5nm）能耗控制不是很厉害是非常低功耗吗

jake

oreoliver 发表于 2021-4-26 20:11
请问iPhone12上的soc（5nm）能耗控制不是很厉害是非常低功耗吗

苹果的芯片设计团队是绝对一流的，苹果的低功耗技术也是绝对一流的。 苹果很早就在电源管理研发上下了大功夫。 苹果是独到的电源管理+AP内部的低功耗技术。 苹果能做到的，绝大部分人是做不到的。 其实苹果手机里很多芯片用的都是老制程。能把外围的小芯片用老工艺做好，一样可以风生水起。

zhangyang370281

FinFET下的先进工艺（14nm），由于栅极可以三个方向控制，你会发现漏电比平面工艺更小

y23angchen

mark mark。。。。。

OLED721

终端产品都会做low power 设计吧