FPGA等
可編程器件與
ASIC和
ASSP的競爭一直是半導體產(chǎn)業(yè)的焦點之一;而目前經(jīng)濟危機造成行業(yè)增長受阻則使競爭更加激烈。一些FPGA廠商試圖通過推出低功耗、低成本產(chǎn)品來進入以大批量為特點的消費市場,并彌補產(chǎn)業(yè)下滑所帶來的緩慢增速,而也有廠商認為應該放棄持續(xù)下滑的消費市場。
消費電子能否支撐FPGA產(chǎn)業(yè)
消費電子市場受到金融風暴的影響尤為劇烈,因此不同的FPGA廠商對消費電子市場的前景有許多爭論。Altera首席執(zhí)行官(CEO)及董事會主席John Daane認為,房地產(chǎn)泡沫帶來的繁榮帶給消費額外的收入去購買更多的消費電子產(chǎn)品。約有40%的電子產(chǎn)品屬于消費性,再加上超過30%與電腦相關(guān)的產(chǎn)品,所以實際上接近75%市場的都在消費領(lǐng)域,目前很容易看到該行業(yè)受到的沖擊;同時美國作為一個消費大國的時代也徹底遠去。而如果把半導體產(chǎn)業(yè)劃分成不同的細分市場,就可以看到無線通訊、軍用等比其他領(lǐng)域的處境要好,因此FPGA廠商應該將重點放在這些更擅長的市場。
圖1,Altera首席執(zhí)行官(CEO)及董事會主席John Daane
FPGA廠商SiliconBlue首席執(zhí)行官Kapil Shankar卻認為,消費市場的衰退并不會是一個長期的現(xiàn)象,而最終會驅(qū)動更多低功耗FPGA產(chǎn)品的產(chǎn)生。他舉例說,上網(wǎng)本目前使用普通筆記本的處理器,因而缺乏足夠的移動能力;另一方面,嵌入式移動處理器又反而缺乏足夠的功能,如圖形和視頻顯示、投影等。在這些領(lǐng)域使用FPGA則是合理的選擇,可為產(chǎn)品增加集成度和移動性的同時保證豐富的功能;而用傳統(tǒng)ASIC不能在小批量定制化產(chǎn)品中實現(xiàn)較低的成本。
圖2,SiliconBlue首席執(zhí)行官(CEO)Kapil Shankar
Actel則通過其低功耗Flash FPGA產(chǎn)品進入消費領(lǐng)域。Actel副總裁Richard Kapusta說,低功耗不代表“低卡路里”,因為對功耗的測量并沒有一個準確或完善的方法。與基于SRAM的技術(shù)不同,基于Flash的FPGA產(chǎn)品從結(jié)構(gòu)上帶來的真正功耗優(yōu)勢,只有傳統(tǒng)SRAM的千分之一。同時,F(xiàn)lash架構(gòu)具有小尺寸、單芯片的優(yōu)勢,還可以做到更安全和更穩(wěn)定。另外,混和信號FPGA是市場的新成員。它的特殊性在于其并不完全針對低成本或低功耗應用,而是要幫助系統(tǒng)實現(xiàn)電源管理功能。
圖3,Actel副總裁Richard Kapusta
制程工藝是否代表了半導體的一切
John Daane指出,ASIC恪守于陳舊的制程技術(shù)來試圖維持性價比,而可編程器件卻能保持前進的步伐,至少要領(lǐng)先3~4代。半導體的成本隨晶圓尺寸呈幾何級數(shù)增加,可編程邏輯方案則能真正實現(xiàn)最小的晶圓尺寸;而如果想與例如DDR3等目前的主流存儲技術(shù)和新功能實現(xiàn)接口,130nm的ASIC將不能滿足你的性能需求。
ASIC廠商則對制程工藝的提升持保留態(tài)度。創(chuàng)意電子(Global Unichip)市場部總監(jiān)黃克勤博士說,F(xiàn)PGA雖然利用先進的制程技術(shù)有效推動了芯片的各項指標,但單純制程的演進不足以滿足應用對功能不斷增加的需求;另外,功耗幾乎已經(jīng)成為所有應用的重中之重,但這些正是FPGA的弱項。從市場角度看,F(xiàn)PGA只應用于小批量市場,而市場的最終裁判是整體出貨量。不得不承認ASIC有許多弊端,但引入Fabless代工廠模式后,不再需要為某個設備或應用單獨投資一家晶圓廠,也就避免了上億美元風險極高的投資,其他的問題也可以迎刃而解。
圖4,創(chuàng)意電子(Global Unichip)市場部總監(jiān)黃克勤博士
圖5,Xilinx全球市場高級副總裁Vincent Ratford
對于制程工藝之爭,在FPGA廠商之間也存在不同的看法。Xilinx全球市場高級副總裁Vincent Ratford指出,客戶的需求不僅僅是芯片本身,而是整個解決方案,以及如何用這些方案實現(xiàn)更復雜的應用。盲目地沖向制程技術(shù)上的新節(jié)點,而僅僅創(chuàng)造一個單獨的芯片、技術(shù),或設備遠遠不夠,沒有足夠的IP、軟件等支持也并不是市場所需要的。因此,廠商必須能夠針對某個特定領(lǐng)域推出適合的產(chǎn)品,并考慮到在這些應用場景下的功耗。最重要的一點是,客戶需要一個與今天ASIC設計相兼容的設計方法,這也是Xilinx提出的“目標設計平臺”概念的一個重要元素。
圖6,Altera HardCopy產(chǎn)品線的高級總監(jiān)Dave Greenfield
Altera HardCopy產(chǎn)品線的高級總監(jiān)Dave Greenfield表示,應用FPGA來主導產(chǎn)品的前期開發(fā)最重要的是,可以把你的產(chǎn)品更早地提供給你的軟件開發(fā)團隊和早期客戶。從客戶獲得及時的反饋十分必要;軟件部門如果能較早地得到產(chǎn)品,則可對代碼進行更多的優(yōu)化。所以前期用FPGA開發(fā)再通過ASIC實現(xiàn)大批量生產(chǎn)的模式能讓系統(tǒng)成本有效降低.