2013半导体不相信预言

FPGA：将革ASIC的命进行到底

　　在2011年底的时候，某测试领导厂商创始人谈到对2012年的电子市场最大的期待时，唯一提到的产品就是集成ARM核的FPGA，这足以让我们感受到整个产业对FPGA产品的足够关注，在最近几年的半导体市场中，你很难找到一个产品种类像FPGA那样蓬勃的发展，借助自身独特的技术优势，对传统ASIC发起了极大的挑战。

　　灵活化的设计与个性化的需求，这是每个电子设计者与消费者共同的需求，在与ASIC 竞争的时候， FPGA 特有的灵活性、可升级能力所带来的成本效益(没有NRE或昂贵的重制费用)以及差异化的生产力和更快的产品上市时间，是最明显的优势。

　　2013年，FPGA无疑将继续展现其独特的魅力，当几家FPGA企业纷纷计划将FPGA+ARM的全新技术结构付诸实现之际，FPGA产业又将迎来全新的一次革命。作为紧跟制程的几个半导体产品之一，高性能高密度的FPGA在2013年将全面向20nm工艺进军，FPGA在工艺上的领先，带给客户的是突破性的领先技术，可以在五大领域带给客户重价值： 性能更高、功耗更低、成本更少、集成度更高，生产力大幅提升。而在低密度和低成本的FPGA市场，将更加强调针对性，灵活性与易用性，直接对ASIC形成强有力的挑战。

　　从28nm开始，赛灵思已经从可编程逻辑公司成功转向所有可编程(All Programmable)公司。All Programmable器件采用“全面”的可编程技术，超越了可编程硬件范畴进而包含软件，超越数字进而包含模拟混合信号 (AMS)，超越单芯片实现了多芯片的 3D IC。20nm时代，赛灵思全球高级副总裁兼亚太区执行总裁汤立人介绍其产品组合将继续沿着下面三大类方向继续加强：

　　(1)All Programmable FPGA：具有传统的可编程逻辑和可编程模拟、DSP、收发器和其他功能。
　　(2)All Programmable SoC：将完整处理器系统集成到单个FPGA架构上，硬件、软件和I/O均可编程的器件。
　　(3)All Programmable 3D IC：利用3D堆叠硅片技术扩大集成度，克服传统FPGA壁垒如高速收发器，内存等功能障碍。

　　20nm All Programmable 产品系列专门满足下一代的、更加“智能”、集成度更高、亟需更高带宽的系统而精心打造。其目标应用分别是：

　　(1)智能Nx100G - 400G有线网络;
　　(2)智能自适应天线、认知无线电技术、基带和回程设备的LTE高级无线基站;
　　(3)高吞吐量、低功耗的数据中心存储、智能网络和高度集成的低时延应用加速;
　　(4)图像/视频处理以及面向新一代显示、专业摄像机、工厂自动化、高级汽车驾驶员辅助和监视系统的嵌入式视觉;
　　(5)面向几乎所有可以想象到的应用的尖端连接技术。

　　莱迪思作为在低密度和超低密度FPGA市场的领导企业，更专注于提供符合成本效益的设计解决方案。莱迪思系统开发部副总裁Suresh Menon很自信的表示，低成本FPGA将继续向更高的性能、更低的功耗和更小的尺寸方向发展。此外，低成本FPGA将通过更高的集成度和新功能带来更多的价值。因此，这些低成本FPGA将打开新的FPGA市场和应用，并刺激行业的发展。他还介绍FPGA正越来越多地用于以前使用ASIC和ASSP的一些新的领域和市场，如消费电子/移动、安防/监控系统和数码摄像/显示器等。

　　在这个细分市场中，莱迪思通过各种方式帮助客户控制开发成本，首先紧密关注客户的需求并且开发具有竞争力的产品，这些产品专为满足客户特定需求而设计，并帮助他们迅速将产品推向市场。此外，我们还通过开发基于通用构建模块的多功能产品平台，适用于多种新产品的开发，从而进一步降低开发成本。

移动信息处理：最具活力的技术演进

　　据IDC最新预测， 2012年仅中国智能手机市场的出货量就将接近3亿台，年增长率将达44.0%。受智能手机在未来两年高速增长的影响，2013年中国智能终端市场的出货量将接近3.9亿台，年增长率达33.1%。在移动信息处理终端市场，几乎主要的半导体企业都参与到这场惨烈的竞争中。

　　为提供更好的用户体验，移动应用处理器在控制功耗前提下性能继续提升，多核是不可避免的趋势。 ARM移动产品经理王俊超认为，未来两年以Cortex-A15/A7大小核产品满足高端智能机高性能低功耗需求，中低端也将由Cortex-A5演进到Cortex-A7，四核及双核Cortex-A7将满足中低端智能机的需求，使得用户可以获得2011年高端手机的用户体验。采用多核应用处理器能够有效提高移动设备处理能力。为平衡高性能与低功耗，选择合适的架构非常重要，高端应用处理器采用A15/A7大小核架构能够有效满足高端设备高性能和低功耗的需求，中低端可采用小核如Cortex-A7低功耗处理器，达到接近Cortex-A9处理能力，功耗低于A9一半。　　

　　在具体应用ARM多核理念的芯片厂商看来，核的作用是不同的，有些核强调高性能，有些核则强调低功耗。因此，不应该单一把核的数量作为考量手机整体应用能力的标准。Marvell移动通信事业部产品市场总监吴慧雄介绍，目前的趋势是采用大小核的架构来构成4核，比如采用2个高性能的核(如A15)加上两个低功耗的核(如A5、A7)组合的方式，这样可以根据具体应用需求的不同，将切换到不同模式。如工作量较小的时候，可以切换到低功耗模式，如多个应用并行访问的时候，则可切换到高性能模式。

　　吴慧雄特别指出，多核模式，对软件的优化和运行效率提出了很大挑战，因此，对整个软件生态系统的开发，所有手机软件的开发都提出了更高要求。也就是说，如何使软件与硬件的快速发展匹配，是一个很棘手也很重要的问题。这是整个手机软件生态系统需要加强的工作，任重道远。

　　总体概括起来，整个手机处理平台的趋势是向低成本、高集成度、高处理能力的方向发展。

　　趋势一： 芯片集成度将不断提高。手机外围处理芯片的一些数字部分功能将被陆续集成到基带处理芯片中，例如一些外设应用技术，如WiFi、蓝牙等将融合到主处理芯片中。

　　趋势二： 整个芯片的处理能力将大幅度提升。由于信息处理量越来越高，因此对芯片平台的处理能力将提出更高要求。

　　趋势三： 对多媒体需求的处理能力将会增强。具体表现为对视音频处理能力要求更高：对视频编解码，对高级音频处理技术，如多声道，干扰消除需求等。

　　趋势四： 对LTE Modem的需求更加迫切。这是因为，LTE已经在世界各地广泛部署，明年在中国也将面临大面积的商用，因此对相应Modem的需求更加强烈。