本ウェブサイトでは、JavaScriptおよびスタイルシートを使用しております。
お客さまがご使用のブラウザではスタイルが未適応のため、本来とは異なった表示になっておりますが、
情報は問題なくご利用いただけます。
低消費電力技術
UltimateLowPowerTM
NECエレクトロニクスは独自の低消費電力技術「UltimateLowPower」の確立により、携帯機器分野をはじめとした幅広いアプリケーションにおいて、チップの消費電力を劇的に低減することに成功しました。
この技術を適用しない場合と比較するとスタンバイ電力を1/10以下に低減できるだけでなく、動作時電力も抑えることが可能となります。
デバイスの微細化に伴い電源電圧は低く設定されるため、動作電力を低減することが出来ます。一方で、低い電源電圧下で一定の性能を維持するためには、VTH（しきい値電圧）およびゲート絶縁膜厚を小さくしなければならず、その結果、スタンバイリーク電力が増大してしまいます。特に130nm以下の世代では、スタンバイリーク電力の増大は致命的な問題となります。 UltimateLowPowerは、動作電力を抑えると同時に、スタンバイリーク電力も低減できる画期的な技術なのです。
UltimateLowPowerの３つの技術
UltimateLowPowerは以下の３つの技術からなり、これらの新しいデバイス構造、回路技術により、消費電力を劇的に削減しています。
- デバイス構造
- ボディバイアスに対して感度を高めたチャネル設計
ボディバイアスの印加によりトランジスタのしきい値を上げ、サブスレッショルドリーク電流(ISUBTH)を１桁以上低減。 - High-Kゲート絶縁膜の実用化
トランジスタのゲート絶縁膜としてHigh-k誘電体を用いることにより、スタンバイ時の電力を１／５に低減。
- ボディバイアスに対して感度を高めたチャネル設計
- 回路技術
- モニター回路技術にてボディバイアスによるVTH（しきい値電圧）と電源電圧を制御
チップの動作状態に応じて、その都度、電力が最小となるVDD（電源電圧）、VTH（しきい値電圧）を算出し、制御。ボディバイアスに対してのVTH変調性を高め、動作電流／スタンバイリーク電流ともに最小に抑えることが出来る。
- モニター回路技術にてボディバイアスによるVTH（しきい値電圧）と電源電圧を制御
このように、UltimateLowPowerは回路技術とデバイス技術のシナジーにより、チップの低電力化を実現するもので、65nm製品にてボディバイアス最適化設計、モニタ回路技術を導入、55nmではHigh-k絶縁膜を採用し、究極の低消費電力化を達成しています。
アプリケーションに最適なアプローチ
デバイスの低消費電力化は重要なファクターですが、消費電力と性能はトレード・オフとなる側面もあります。各アプリケーションに最適な消費電力と性能のバランスを算出し、UltimateLowPowerの各技術を駆使することで、低スタンバイリーク重視の携帯機器分野から、高速動作重視のサーバー分野まで、すべてのセグメントにおいてスタンバイ電力の低減が可能となります。
