先进工艺的硬伤 -- leakage

andywang3791 · 发表于 2021-1-31 12:52:33

Jake，对于同一个cell，比如DFF，先进工艺的leakage会大吗？

andywang3791 · 发表于 2021-1-31 12:54:53

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 · 发表于 2021-1-31 13:42:59

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。