消費(fèi)電子應(yīng)用前景看好 PLD廠商致力器件創(chuàng)新

　　消費(fèi)電子在PLD(可編程邏輯器件)產(chǎn)品的各種應(yīng)用中銷售額的增長(zhǎng)率是最高的，成本、功耗和體積的優(yōu)化進(jìn)一步促進(jìn)了PLD在消費(fèi)電子領(lǐng)域的發(fā)展，其中平板電視、汽車電子和各類便攜式產(chǎn)品尤為引人注目。

　　近幾年，PLD企業(yè)紛紛看好消費(fèi)電子市場(chǎng)的發(fā)展。為迎合這一市場(chǎng)的需求，PLD產(chǎn)品在成本、功耗和體積方面不斷創(chuàng)新。

　　消費(fèi)應(yīng)用占比近兩成

　　2000年的網(wǎng)絡(luò)泡沫帶來了當(dāng)時(shí)通信業(yè)的大規(guī)模衰退，與此同時(shí)，也導(dǎo)致當(dāng)時(shí)主要收入幾乎都來自通信應(yīng)用的FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)業(yè)的回落。在2002年，全球PLD市場(chǎng)又比2001年下降了近30%。也正是在當(dāng)年，幾大PLD廠商開始了新技術(shù)、新應(yīng)用的探索之旅，希望通過創(chuàng)新尋找新機(jī)會(huì)，帶動(dòng)PLD業(yè)從衰退中走出來。

　　而幾大廠商當(dāng)時(shí)對(duì)《中國(guó)電子報(bào)》記者說，消費(fèi)電子市場(chǎng)將是PLD產(chǎn)品擴(kuò)展市場(chǎng)的一個(gè)好機(jī)會(huì)。因?yàn)橄M(fèi)類電子廠商長(zhǎng)期面臨推陳出新的壓力，這一行業(yè)恰恰可以發(fā)揮PLD產(chǎn)品的幾大優(yōu)勢(shì)：可以幫助消費(fèi)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)差異化設(shè)計(jì)，便于產(chǎn)品未來的升級(jí)和擴(kuò)展，還能滿足消費(fèi)產(chǎn)品快速上市的需求。

　　看到這一機(jī)會(huì)后，先是在2002年9月，Altera推出了CycloneFPGA，當(dāng)年11月，賽靈思也發(fā)布了新的Spartan系列產(chǎn)品。這些新產(chǎn)品在每個(gè)邏輯單元的成本上比以前的FPGA下降了不少，幫助FPGA打開了成本敏感的消費(fèi)電子應(yīng)用，進(jìn)入了顯示器、數(shù)字電視等多個(gè)消費(fèi)應(yīng)用領(lǐng)域。

　　時(shí)至今日，消費(fèi)電子應(yīng)用已占到PLD企業(yè)總銷售額近20%的比例。賽靈思公司亞太區(qū)大批量應(yīng)用部總監(jiān)張宇清向《中國(guó)電子報(bào)》記者介紹說，在2007年12月結(jié)束的2008財(cái)年第三季度，賽靈思公司的消費(fèi)電子及汽車應(yīng)用銷售占據(jù)了全球營(yíng)收的17%，同比增長(zhǎng)9%。Altera公司2007年第四季度的消費(fèi)電子應(yīng)用占其全球營(yíng)收的16%，同比增長(zhǎng)了7%。Actel公司亞太區(qū)總經(jīng)理賴炫州也表示，Actel在2007年第四季度的營(yíng)收有13%來自消費(fèi)電子應(yīng)用，而2007年第三季度則為12%。

　　雖然從銷售情況看，通信和工控仍然是目前PLD最主要的兩個(gè)應(yīng)用市場(chǎng)，但這兩個(gè)市場(chǎng)的增長(zhǎng)率已經(jīng)放緩，甚至出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，而消費(fèi)電子在PLD銷售中的增長(zhǎng)是最高的，展望未來，消費(fèi)電子在PLD產(chǎn)品的各種應(yīng)用中，是最富有發(fā)展前景的。

　　順應(yīng)功耗、成本及體積需求

　　為了更好地滿足消費(fèi)類產(chǎn)品的需求，拓展這一市場(chǎng)，幾大PLD廠商紛紛在低功耗、低成本和小體積這幾方面進(jìn)行創(chuàng)新。

　　在降低PLD功耗方面，賽靈思通過設(shè)計(jì)更多的節(jié)電工作模式，來實(shí)現(xiàn)低功耗。賽靈思張宇清介紹，在他們創(chuàng)新的懸掛節(jié)電模式中，F(xiàn)PGA可以被快速喚醒，不需要等待配置時(shí)間，同時(shí)可節(jié)省待機(jī)電耗高達(dá)80%。

　　Altera公司在最新的CycloneIII系列中，利用TSMC(臺(tái)積電)的65納米工藝以及QuartusII軟件的功耗管理等多種技術(shù)，功耗比90納米CycloneII系列降低了50%。其中，QuartusII開發(fā)軟件的PowerPlay技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行自動(dòng)分析和優(yōu)化，降低了功耗，同時(shí)滿足了時(shí)序和性能要求。

　　Actel的賴炫州也表示，他們的FPGA與前兩者的基礎(chǔ)不同，他們的FPGA基于Flash(閃存)，因而不需要外接配置器件(如EEPROM等)，具有上電即行功能，并可從睡眠模式下快速恢復(fù)系統(tǒng)狀態(tài)，且無需重新加載配置數(shù)據(jù)，因而能降低功耗。此外他們把支持的電壓降低到1.2V，也大大節(jié)省功耗。

　　在降低成本方面，Altera公司主要是通過制造工藝的改進(jìn)來達(dá)到降低成本的目的。例如，CycloneIII器件采用65納米技術(shù)，還采用了交錯(cuò)I/O焊盤來減小管芯和電路板大小，與此同時(shí)，還提供多種低成本封裝選擇，配置了低成本并行閃存配置器件。

　　賽靈思則通過為不同應(yīng)用提供多個(gè)面向領(lǐng)域優(yōu)化的FPGA平臺(tái)來滿足成本效率方面的需求。例如，Spartan-3A主要針對(duì)I/O密集設(shè)計(jì)，Spartan-3E針對(duì)邏輯密集設(shè)計(jì)，Spartan-3ADSP針對(duì)DSP密集設(shè)計(jì)，而Spartan-3AN則針對(duì)高安全性設(shè)計(jì)。此外，他們還通過在芯片中加入更多的功能，例如在Spartan-3AN集成更大的片上閃存，減少對(duì)外部閃存的需求并降低系統(tǒng)PCB(印制電路板)面積來降低PLD產(chǎn)品和系統(tǒng)產(chǎn)品的成本。

　　在小體積方面，Actel在其低功耗5μWIGLOOFPGA產(chǎn)品上采用了焊球間距僅為0.4mm的4mm×4mm封裝，而賽靈思則表示，芯片級(jí)封裝(CSP)已經(jīng)用于當(dāng)前的FPGA產(chǎn)品，未來晶圓規(guī)模封裝將可進(jìn)一步縮小芯片的體積。

　　應(yīng)用熱點(diǎn)鎖定顯示、汽車等領(lǐng)域

　　今天，廠商采用深亞微米技術(shù)，例如65納米，并在FPGA中加入更多的DSP、嵌入式存儲(chǔ)器及多種I/O組合，這些特性使PLD能夠替代更多原來消費(fèi)電子中的ASIC產(chǎn)品，獲得更多的應(yīng)用。

　　總結(jié)起來，F(xiàn)PGA及CPLD在幾大應(yīng)用中顯示出非常好的前景。

　　一是顯示器領(lǐng)域，像平面顯示器(包括LCD、等離子面板、等離子小截面顯示、硅液晶等)以及視頻投影儀，它們從各種信息源中接收、解碼并顯示數(shù)字視頻流。而隨著平板電視價(jià)格的不斷降低，這類電視已經(jīng)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶。

　　二是汽車電子，PLD在汽車信息娛樂系統(tǒng)、汽車安全、智能駕駛、汽車網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)中起到視頻流處理和橋接功能。

　　三是在各類便攜產(chǎn)品，如手機(jī)、攝像機(jī)、照相機(jī)、便攜媒體播放器、導(dǎo)航設(shè)備及手持醫(yī)療設(shè)備方案中起到視頻處理、橋接等功能。

　　四是機(jī)頂盒等市場(chǎng)。

　　可以預(yù)見，消費(fèi)電子應(yīng)用在PLD企業(yè)的總銷售額比例將持續(xù)走高，成為近幾年最引人注目的應(yīng)用推動(dòng)力。