2013半導(dǎo)體不相信預(yù)言

　　FPGA：將革ASIC的命進(jìn)行到底

　　在2011年底的時(shí)候，某測(cè)試領(lǐng)導(dǎo)廠商創(chuàng)始人談到對(duì)2012年的電子市場(chǎng)最大的期待時(shí)，唯一提到的產(chǎn)品就是集成ARM核的FPGA，這足以讓我們感受到整個(gè)產(chǎn)業(yè)對(duì)FPGA產(chǎn)品的足夠關(guān)注，在最近幾年的半導(dǎo)體市場(chǎng)中，你很難找到一個(gè)產(chǎn)品種類(lèi)像FPGA那樣蓬勃的發(fā)展，借助自身獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)傳統(tǒng)ASIC發(fā)起了極大的挑戰(zhàn)。

　　靈活化的設(shè)計(jì)與個(gè)性化的需求，這是每個(gè)電子設(shè)計(jì)者與消費(fèi)者共同的需求，在與ASIC 競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)候， FPGA 特有的靈活性、可升級(jí)能力所帶來(lái)的成本效益(沒(méi)有NRE或昂貴的重制費(fèi)用)以及差異化的生產(chǎn)力和更快的產(chǎn)品上市時(shí)間，是最明顯的優(yōu)勢(shì)。

　　2013年，F(xiàn)PGA無(wú)疑將繼續(xù)展現(xiàn)其獨(dú)特的魅力，當(dāng)幾家FPGA企業(yè)紛紛計(jì)劃將FPGA+ARM的全新技術(shù)結(jié)構(gòu)付諸實(shí)現(xiàn)之際，F(xiàn)PGA產(chǎn)業(yè)又將迎來(lái)全新的一次革命。作為緊跟制程的幾個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)品之一，高性能高密度的FPGA在2013年將全面向20nm工藝進(jìn)軍，F(xiàn)PGA在工藝上的領(lǐng)先，帶給客戶(hù)的是突破性的領(lǐng)先技術(shù)，可以在五大領(lǐng)域帶給客戶(hù)重價(jià)值： 性能更高、功耗更低、成本更少、集成度更高，生產(chǎn)力大幅提升。而在低密度和低成本的FPGA市場(chǎng)，將更加強(qiáng)調(diào)針對(duì)性，靈活性與易用性，直接對(duì)ASIC形成強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)。

　　從28nm開(kāi)始，賽靈思已經(jīng)從可編程邏輯公司成功轉(zhuǎn)向所有可編程(All Programmable)公司。All Programmable器件采用“全面”的可編程技術(shù)，超越了可編程硬件范疇進(jìn)而包含軟件，超越數(shù)字進(jìn)而包含模擬混合信號(hào) (AMS)，超越單芯片實(shí)現(xiàn)了多芯片的 3D IC。20nm時(shí)代，賽靈思全球高級(jí)副總裁兼亞太區(qū)執(zhí)行總裁湯立人介紹其產(chǎn)品組合將繼續(xù)沿著下面三大類(lèi)方向繼續(xù)加強(qiáng)：

　　(1)All Programmable FPGA：具有傳統(tǒng)的可編程邏輯和可編程模擬、DSP、收發(fā)器和其他功能。
　　(2)All Programmable SoC：將完整處理器系統(tǒng)集成到單個(gè)FPGA架構(gòu)上，硬件、軟件和I/O均可編程的器件。
　　(3)All Programmable 3D IC：利用3D堆疊硅片技術(shù)擴(kuò)大集成度，克服傳統(tǒng)FPGA壁壘如高速收發(fā)器，內(nèi)存等功能障礙。

　　20nm All Programmable 產(chǎn)品系列專(zhuān)門(mén)滿足下一代的、更加“智能”、集成度更高、亟需更高帶寬的系統(tǒng)而精心打造。其目標(biāo)應(yīng)用分別是：

　　(1)智能Nx100G - 400G有線網(wǎng)絡(luò);
　　(2)智能自適應(yīng)天線、認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)、基帶和回程設(shè)備的LTE高級(jí)無(wú)線基站;
　　(3)高吞吐量、低功耗的數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)、智能網(wǎng)絡(luò)和高度集成的低時(shí)延應(yīng)用加速;
　　(4)圖像/視頻處理以及面向新一代顯示、專(zhuān)業(yè)攝像機(jī)、工廠自動(dòng)化、高級(jí)汽車(chē)駕駛員輔助和監(jiān)視系統(tǒng)的嵌入式視覺(jué);
　　(5)面向幾乎所有可以想象到的應(yīng)用的尖端連接技術(shù)。

　　萊迪思作為在低密度和超低密度FPGA市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，更專(zhuān)注于提供符合成本效益的設(shè)計(jì)解決方案。萊迪思系統(tǒng)開(kāi)發(fā)部副總裁Suresh Menon很自信的表示，低成本FPGA將繼續(xù)向更高的性能、更低的功耗和更小的尺寸方向發(fā)展。此外，低成本FPGA將通過(guò)更高的集成度和新功能帶來(lái)更多的價(jià)值。因此，這些低成本FPGA將打開(kāi)新的FPGA市場(chǎng)和應(yīng)用，并刺激行業(yè)的發(fā)展。他還介紹FPGA正越來(lái)越多地用于以前使用ASIC和ASSP的一些新的領(lǐng)域和市場(chǎng)，如消費(fèi)電子/移動(dòng)、安防/監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)碼攝像/顯示器等。

　　在這個(gè)細(xì)分市場(chǎng)中，萊迪思通過(guò)各種方式幫助客戶(hù)控制開(kāi)發(fā)成本，首先緊密關(guān)注客戶(hù)的需求并且開(kāi)發(fā)具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品專(zhuān)為滿足客戶(hù)特定需求而設(shè)計(jì)，并幫助他們迅速將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。此外，我們還通過(guò)開(kāi)發(fā)基于通用構(gòu)建模塊的多功能產(chǎn)品平臺(tái)，適用于多種新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，從而進(jìn)一步降低開(kāi)發(fā)成本。

　　移動(dòng)信息處理：最具活力的技術(shù)演進(jìn)

　　據(jù)IDC最新預(yù)測(cè)， 2012年僅中國(guó)智能手機(jī)市場(chǎng)的出貨量就將接近3億臺(tái)，年增長(zhǎng)率將達(dá)44.0%。受智能手機(jī)在未來(lái)兩年高速增長(zhǎng)的影響，2013年中國(guó)智能終端市場(chǎng)的出貨量將接近3.9億臺(tái)，年增長(zhǎng)率達(dá)33.1%。在移動(dòng)信息處理終端市場(chǎng)，幾乎主要的半導(dǎo)體企業(yè)都參與到這場(chǎng)慘烈的競(jìng)爭(zhēng)中。

　　為提供更好的用戶(hù)體驗(yàn)，移動(dòng)應(yīng)用處理器在控制功耗前提下性能繼續(xù)提升，多核是不可避免的趨勢(shì)。 ARM移動(dòng)產(chǎn)品經(jīng)理王俊超認(rèn)為，未來(lái)兩年以Cortex-A15/A7大小核產(chǎn)品滿足高端智能機(jī)高性能低功耗需求，中低端也將由Cortex-A5演進(jìn)到Cortex-A7，四核及雙核Cortex-A7將滿足中低端智能機(jī)的需求，使得用戶(hù)可以獲得2011年高端手機(jī)的用戶(hù)體驗(yàn)。采用多核應(yīng)用處理器能夠有效提高移動(dòng)設(shè)備處理能力。為平衡高性能與低功耗，選擇合適的架構(gòu)非常重要，高端應(yīng)用處理器采用A15/A7大小核架構(gòu)能夠有效滿足高端設(shè)備高性能和低功耗的需求，中低端可采用小核如Cortex-A7低功耗處理器，達(dá)到接近Cortex-A9處理能力，功耗低于A9一半。　　

                   

　　在具體應(yīng)用ARM多核理念的芯片廠商看來(lái)，核的作用是不同的，有些核強(qiáng)調(diào)高性能，有些核則強(qiáng)調(diào)低功耗。因此，不應(yīng)該單一把核的數(shù)量作為考量手機(jī)整體應(yīng)用能力的標(biāo)準(zhǔn)。Marvell移動(dòng)通信事業(yè)部產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)吳慧雄介紹，目前的趨勢(shì)是采用大小核的架構(gòu)來(lái)構(gòu)成4核，比如采用2個(gè)高性能的核(如A15)加上兩個(gè)低功耗的核(如A5、A7)組合的方式，這樣可以根據(jù)具體應(yīng)用需求的不同，將切換到不同模式。如工作量較小的時(shí)候，可以切換到低功耗模式，如多個(gè)應(yīng)用并行訪問(wèn)的時(shí)候，則可切換到高性能模式。

　　吳慧雄特別指出，多核模式，對(duì)軟件的優(yōu)化和運(yùn)行效率提出了很大挑戰(zhàn)，因此，對(duì)整個(gè)軟件生態(tài)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，所有手機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)都提出了更高要求。也就是說(shuō)，如何使軟件與硬件的快速發(fā)展匹配，是一個(gè)很棘手也很重要的問(wèn)題。這是整個(gè)手機(jī)軟件生態(tài)系統(tǒng)需要加強(qiáng)的工作，任重道遠(yuǎn)。

　　總體概括起來(lái)，整個(gè)手機(jī)處理平臺(tái)的趨勢(shì)是向低成本、高集成度、高處理能力的方向發(fā)展。

　　趨勢(shì)一： 芯片集成度將不斷提高。手機(jī)外圍處理芯片的一些數(shù)字部分功能將被陸續(xù)集成到基帶處理芯片中，例如一些外設(shè)應(yīng)用技術(shù)，如WiFi、藍(lán)牙等將融合到主處理芯片中。

　　趨勢(shì)二： 整個(gè)芯片的處理能力將大幅度提升。由于信息處理量越來(lái)越高，因此對(duì)芯片平臺(tái)的處理能力將提出更高要求。

　　趨勢(shì)三： 對(duì)多媒體需求的處理能力將會(huì)增強(qiáng)。具體表現(xiàn)為對(duì)視音頻處理能力要求更高：對(duì)視頻編解碼，對(duì)高級(jí)音頻處理技術(shù)，如多聲道，干擾消除需求等。

　　趨勢(shì)四： 對(duì)LTE Modem的需求更加迫切。這是因?yàn)?，LTE已經(jīng)在世界各地廣泛部署，明年在中國(guó)也將面臨大面積的商用，因此對(duì)相應(yīng)Modem的需求更加強(qiáng)烈。