FPGA多樣化平臺延伸應用空間

　　不同于其他半導體產(chǎn)品，FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)產(chǎn)業(yè)近幾年增長速度一直都快于半導體行業(yè)的增長速度。Gartner Dataquest預測，2010年FPGA和其他可編程邏輯器件(PLD)市場將增長到67億美元。隨著半導體工藝技術(shù)的提高，FPGA開始顯現(xiàn)出成本低、靈活性及升級容易的優(yōu)勢，應用領域不斷擴張，F(xiàn)PGA也呈現(xiàn)多樣化來滿足變化多端的需求。從FPGA主力廠商的舉措看出，65nm器件及提供高性能與低成本的多樣化應用平臺成為這一時期的關鍵詞。

　　65nm工藝提升FPGA競爭力
　　在當今的FPGA領域里，Altera和Xilinx(賽靈思)是當之無愧的雙雄，他們不斷推出各種創(chuàng)新性的解決方案，充分發(fā)揮FPGA靈活性的特點，開拓傳統(tǒng)ASIC市場。并且他們兩家的技術(shù)一定程度上引領了FPGA業(yè)發(fā)展潮流。而其他幾個規(guī)模較小的FPGA廠商則在差異化產(chǎn)品方面找到立足之地。從目前的局勢來看，兩極分化的趨勢明顯。

　　而FPGA產(chǎn)業(yè)每次重大飛躍都離不開生產(chǎn)工藝的更新。FPGA也是半導體業(yè)采用最前沿生產(chǎn)工藝、更新速度最快的一個行業(yè)。從130nm到90  
nm再到65nm，生產(chǎn)工藝的不斷升級帶給FPGA更高的密度、更快的速度、更低的成本，F(xiàn)PGA廠商亦競相追逐，一方面來幫助客戶進一步縮小產(chǎn)品尺寸、降低成本與功耗，另一方面提升FPGA競爭力，拓寬其市場增值空間。

　　FPGA業(yè)界雙雄去年爭先恐后發(fā)布基于65nm的產(chǎn)品系列，Altera發(fā)布了Stratix III系列，Xilinx宣布推出第二個系列的VIRTEX-5 LXT就是一個明證。但生產(chǎn)工藝更新帶來的挑戰(zhàn)亦顯而易見。在65nm這一節(jié)點，功耗成為關鍵因素。比如與130nm相比，90nmFPGA密度翻倍，邏輯門氧化層變得更薄，在65nm節(jié)點，功耗問題要比90nm更關鍵，如何從根本上節(jié)省功耗，同時保持新節(jié)點的密度和性能優(yōu)勢成為關鍵。而應對功耗難題，他們都使出自己的“獨門利器”。

　　Altera通過四種途徑，即芯片工藝優(yōu)化、可編程功耗技術(shù)、可選內(nèi)核電壓和Quartus II 6.1軟件PowerPlay優(yōu)化，可大大降低功耗，同時達到高性能要求。因而在性能提升方面，Stratix III比前一代器件快25%，密度是前一代FPGA的兩倍，功耗降低了50%，支持40多個I/O接口標準，具有業(yè)界一流的性能、靈活性和信號完整性。

　　Xilinx的65nm　Virtex-5系列基于領先的ExpressFabric新技術(shù)、成熟的ASMBL架構(gòu)以及低功耗三柵極氧化層技術(shù)，與前一代90nm FPGA相比，Virtex-5 LXT平臺的整體性能平均提高30%，容量提高65%，動態(tài)功耗降低35%。

　　兩大FPGA巨頭在65nm技術(shù)均意圖先聲奪人，從而向業(yè)界傳遞一種姿態(tài)，即在FPGA技術(shù)前端領域保持前瞻性。有業(yè)內(nèi)人士指出，目前90nmFPGA產(chǎn)品已能基本滿足客戶需求，而65nm　FPGA產(chǎn)品在設計初期，在成本及配套開發(fā)工具方面還不具成熟推廣條件，預計明年才會大規(guī)模量產(chǎn)，但可想象的是，未來幾年應是65nm　FPGA的天下，未雨綢繆總是勝算在握。

　　目前我們看到的是他們在65nm的角逐，而45nm工藝的研發(fā)工作已在暗中展開，F(xiàn)PGA業(yè)將掀開新的一頁。

　　不同平臺滿足多樣化需求

　　除在傳統(tǒng)的應用領域如通信、存儲和服務器等繼續(xù)攻城拔寨外，消費電子、汽車電子等新興且增勢強勁的市場成為FPGA業(yè)新的“助推器”，已成就另一廣闊的應用天地。

　　Dataquest預測，2007年通訊市場占FPGA銷售收入的比例將由2002年的57.4%降至48.8%。同時，低成本FPGA的主要目標市場是消費應用，占總體市場的比例將由2002年的6.3%升至2007年的18%，雖然離主宰市場的水平相距甚遠，但不容忽視。汽車與工業(yè)市場也顯現(xiàn)出類似的增長態(tài)勢，盡管規(guī)模較小。FPGA也主要向兩個方向發(fā)展以更好地滿足系統(tǒng)要求：高密度/高性能應用和中等密度/成本的敏感型應用。

　　Altera表示，低成本和高性能這兩類產(chǎn)品在架構(gòu)和成本結(jié)構(gòu)上都有獨特的要求，低成本產(chǎn)品將挑戰(zhàn)目前許多中低密度ASIC應用，而高性能產(chǎn)品將被做得越來越大，超過200萬ASIC門，主頻速度高于300 MHz。它將挑戰(zhàn)高端ASIC和其他系統(tǒng)元器件市場，例如網(wǎng)絡處理器及高端DSP處理器。未來Altera將繼續(xù)開發(fā)兩種類型的產(chǎn)品，加快向應用市場滲透。

　　“隨著系統(tǒng)復雜度提升與上市時間加快，高性能FPGA的發(fā)展趨勢是將成為系統(tǒng)核心芯片，系統(tǒng)廠商對FPGA的要求也越來越嚴格，體現(xiàn)在功耗、性能、易用性和成本等四大方面?！盇ltera產(chǎn)品和企業(yè)市場副總裁Danny Biran表示。他舉例道，在基站體系中，諸如基帶處理、控制邏輯等均可以應用FPGA，其應用比從前擴大了兩至三倍。在高性能應用領域，Altera提供三種新的Stratix III系列：第一種在邏輯、存儲器和DSP資源上達到均衡，適合一般應用；第二種增強了存儲器和DSP資源，適合存儲器和DSP比較密集的應用；第三種集成了收發(fā)器，適合寬帶接口應用。而Xilinx的65nm Virtex-5系列包括面向高速邏輯、串行連接性、數(shù)字信號處理(DSP)和嵌入式處理應用四種領域優(yōu)化的平臺，分別是Virtex-5 LX、Virtex-5 LXT、Virtex-5 SXT和Virtex-5 FXT。