2008年，七月。成立20週年的益華電腦（Cadence），在新竹舉行一年一度的技術論壇。
智原科技SOC發展暨服務處長（VP, SoC Development & Service）謝承儒（C.J. Hsieh）（左）及益華電腦數位IC設計研發副總呂豐榮（Frank Leu）（右），分別發表了IC設計也能對環保做出貢獻的看法。
可以稱之為綠色晶片，也有人說是省電IC，都是在強調低功耗的晶片。到底為了保護環境、愛護地球，IC設計工作上，可以怎麼做？又設計低功耗的晶片，對環境的意義？
■ 簡約之美
智原科技SOC發展暨服務處長謝承儒指出，七月初，台灣政府當局為了結合民間對抗高油價，配合推動節能減碳政策，「國發基金」已提供公司購置節能設備優惠貸款總額度100億元，經濟部打算將之提高到500億元。
這樣的消息顯示，開發設計節能產品，已經不只是道德良知，同時，隨著政策的鼓勵紛紛出籠，未來，具備節能特性的產品，也成了產品的重要特色及賣點。
謝承儒指出，除了節能之外，簡約之美也獲得消費者青睞。他舉如家快捷酒店（Home Inn）及春秋航空（Spring Airlines）兩家公司為例，前者是一家「只回應住房客人基本需求」的飯店，全球有400多家連鎖店，住一晚只要168元人民幣，住房率高達95%。春秋航空則沒有地勤人員，飛機上的飲料食物都要旅客自己掏腰包，為了節省機場管理費，這家航空公司總是夜間起飛，到北京的旅客，他們會在天津降落，再轉陸上交通工具到北京，載客率高達96%。
■ 從好，到剛剛好！
追求極致奢華的同時，社會道德責任及良知意識也不斷升高。如今，能夠掌握「剛剛好」（Just enough）也幾乎被當成一門藝術。
謝承儒認為，從無到有，從「好」到「剛剛好」，有六個層次。分別是好更好「無」、「有」、「好」、「更好」、「剛好」，到「剛剛好」。
■ 省電呼聲，越來越高亢
CMOS製程的耗電危機，隨著製程技術不斷推進，挑戰越來越大。其中，主動元件功率密度（power density）每代成長1.3倍，被動元件每代成長3倍，而最嚴重的是漏電問題，每代增加4倍以上，所以散熱問題越來越令人頭痛。
益華電腦數位IC設計研發副總呂豐榮也呼應謝承儒的看法。呂豐榮強調，省電課題，已經廣泛觸及我們的工作及生活。
從IC元件觀點看，他指出，手機元件要求的耗電極限是3瓦。小型消費性電子產品耗電極限是6瓦，為了符合耗電門檻，若把封裝方式從FPPP改成FPGA，每個元件還要花1美元。中大型消費性電子產品及網路產品，耗電極限是10瓦，若把封裝方式從FPGA改成覆晶（Flip Chip），每個元件還要花1.5美元，這還沒有算上需延長2-3個月的工作時間成本。
從系統產品觀點看，所有消費性系統產品耗電都要控制在1100瓦以內，還要能夠符合PCI的規格限制。對企業電腦運算系統而言，耗電的挑戰也很艱鉅，Google的主機伺服器，用電量等於一座中型城市的用電量，所以Google就乾脆把資料中心緊鄰水庫。對於系統產品而言，如果為了冷卻而去加風扇，不但多了風扇成本，影響可靠度不說，產品賣相也大打折扣。
Philips PNX4008手機多媒體處理器（Mobile Multimedia processor），除了提供一般功能之外，特別強調低功耗及更長的電池壽命。ATI Radeon X1950圖形處理器（Graphics Processor），Fujitsu MB87Q3140是一顆12埠、傳輸速率達10Gbps的Ethernet 交換器IC，採65奈米製程的IC都需解決漏電的問題，否則事後才想冷卻戰略或加風扇，都會影響成本。
■ IC省1瓦，環境省3瓦
呂豐榮建議IC設計者深思與正視自己工作對環境的重要影響。他說，每顆IC每省下一瓦，隨著被整合進各類電子系統產品中，對環境就具有三倍的加乘效果，等於可以替環境省下三瓦的電力。
當年，功耗大的BiPolar被CMOS取代之後，如今CMOS也走到了當初BiPolar的功耗瓶頸，在主要製程技術沒有改朝換代之前，只好靠設計的方法來解決。
提供IC設計服務的智原科技發現，客戶從0.25微米世代，已經開始接受低功耗IC設計的概念。謝承儒表示，隨著省電的需求越來越多，智原從2005年起，推出「PowerSmart」平台，從0.13微米製程世代開始，提供由「低功耗設計方法」及「低功耗相關IP」兩大部分組成的低功耗解決方案。如今，智原的低功耗解決方案已經推進到90, 65及45奈米。
■產業低功耗，PFI力推
2005年到2006年間，在IC設計業裡，邏輯線路自動化，已經成功實踐，但電源消耗的資訊，卻沒有自動化。這個問題的挑戰很大，而且要自動化也絕對不能關起門來自己做自己的，這是一場標準化的推動大任。
觀察到整個IC設計流程迫切需要一種標準方法，來表現低功率規格，Cadence於2006年5月發起Power Forward Initiative（Power Forward聯盟，簡稱PFI），目的是在整個設計流程中開發一種通用功率格式(CPF)。發起之初，成員包括Cadence、AMD、ARM、ATI、富士通、飛思卡爾、NEC和TSMC等10家公司，隨後在2006年7-9月間，參與公司已提供400多個案例（input）參與測試，而催生PFI的，正是呂豐榮的老闆，徐季平。
所以，當Cadence推出CPF，很快地就獲得智原的支持。呂豐榮說，截至2007年底的統計，CPF已經獲得超過200家客戶採用，並有超過80個設計案例成功tape out。
圖說：
IC上下游業者加入CPF低功率解決方案聯盟名單
資料來源：Cadence
■ 省電設計，客戶滿意
謝承儒分享了三個省電晶片成功案例。其中，最令大家驚豔的是一枚複雜度相當高的多媒體處理器，智原設計了10種不同的功耗模式（power mode），並逐一完成最挑戰、也最關鍵的驗證工作，不但在動態功耗上可以節省35%，更減少漏電120倍。
智原透過替客戶完成低功耗設計的個案越來越多，也一再驗證該公司低功耗設計流程（Low Power Flow）已經通過量產考驗（Silicon Proven）。
謝承儒直爽地回答了我的疑問，設計省電IC，在IC這個層次，確實是比較貴的。但他強調，如果沒有從IC設計時就考量省電節能，等到改光罩或者在系統產品發燒發燙時，不得以才來想散熱問題，那個成本一定讓人悔不當初。
呂豐榮也舉了三個精彩的省電IC故事。其中，一個手持多媒體裝置，因為Cadence的低功耗解決方案，總用電量減少3成，而待機時更比舊版本省電50%。
■低耗電，高道德
中國古諺，富而好仁。在能源短缺的時代，有錢也有道德，其具體作為之一，就是環保。謝承儒說，過去開大西西數豪華費油車的有錢人，很可能為了重塑形象，選擇更環保的油電混合車。
謝承儒說：低耗電，是高道德的。
