今年3月，美國專利商標(biāo)局評選出本年度15位入選“美國發(fā)明家名人堂”的科學(xué)家，賽靈思公司共同創(chuàng)辦人、FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)的發(fā)明者RossFreeman赫然在列。“美國發(fā)明家名人堂”是美國專利商標(biāo)局為表彰為人類作出特別貢獻(xiàn)的科學(xué)家而設(shè)立的獎項(xiàng)，1973年，在第一屆評選中，他們把這一榮譽(yù)授予了電燈的發(fā)明者——— 托馬斯·愛迪生;在半導(dǎo)體領(lǐng)域，發(fā)明晶體管的三駕馬車(巴丁、布拉頓和肖克萊)、發(fā)明集成電路的杰克·基爾比以及英特爾公司的戈登·摩爾也先后成為“名人”。與他們相比，RossFreeman的聲名似乎還不算顯赫，但他所開創(chuàng)的領(lǐng)域，為今天的電子工程師們挑戰(zhàn)瞬息萬變的市場提供了一柄利器。

“奢侈”創(chuàng)意催生新產(chǎn)業(yè)

事實(shí)上，FPGA的誕生源于RossFreeman的一個奢侈的創(chuàng)意。在上世紀(jì)80年代初，也就是英特爾的80286微處理器開始縱橫江湖的年代，讓每一位IC設(shè)計師引以為榮的就是能最大效率地發(fā)揮芯片中每一個晶體管的功效;而此時，RossFreeman頭腦中卻冒出一個大膽的想法，他設(shè)計了一款滿是晶體管的芯片，這些晶體管形成邏輯單元陣列，這些邏輯單元可通過編程而被重新配置，實(shí)現(xiàn)一定的功能，而陣列中的邏輯單元總會有一部分處于冗余狀態(tài)，這就是FPGA。

以25年前的眼光看來，RossFreeman的發(fā)明的確有些離經(jīng)叛道，IC設(shè)計師怎么可以容忍電路中有這么多晶體管資源被閑置?然而，在“摩爾定律”的指引下，半導(dǎo)體工藝技術(shù)不斷提升，單個晶體管的成本也越來越低，F(xiàn)PGA所具有的靈活性優(yōu)勢就日益顯現(xiàn)。人們很快發(fā)現(xiàn)，在誕生之初還主要用于產(chǎn)品設(shè)計驗(yàn)證的FPGA在無線基礎(chǔ)設(shè)施、有線網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景，于是，F(xiàn)PGA隨著全球通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及而迎來第一個發(fā)展高峰期。

到2001年，賽靈思約有80%的業(yè)務(wù)與通信行業(yè)有關(guān)，而當(dāng)年全球互聯(lián)網(wǎng)泡沫的破滅也使得賽靈思的收入隨之下滑。自此以后，賽靈思致力于構(gòu)建多樣化的客戶群體，在工業(yè)控制、消費(fèi)電子、醫(yī)療電子、汽車電子以及航空和國防等領(lǐng)域拓展其業(yè)務(wù)。如今，賽靈思在通信領(lǐng)域的銷售收入所占整體比例不足50%，而這種轉(zhuǎn)變是在通信業(yè)務(wù)不斷增長的前提下實(shí)現(xiàn)的。

FPGA扮演救“市”主

時至今日，人們已經(jīng)開始用“長尾理論”來解釋半導(dǎo)體市場的發(fā)展趨勢。也就是說，盡管全球半導(dǎo)體市場仍將保持增長，但產(chǎn)品市場越來越趨向多樣化，每一個細(xì)分市場的容量會變得更小，與此同時，產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度也越來越快。不斷變化、不斷細(xì)分和更加專業(yè)化的市場導(dǎo)致產(chǎn)品的市場壽命周期越來越短，“快魚吃慢魚”將成為激勵競爭下的生存法則。半導(dǎo)體公司和系統(tǒng)公司要在殘酷的競爭中立于不敗之地，就必須壓縮研發(fā)周期，越來越快地把他們的產(chǎn)品推向市場。

研發(fā)成本和市場容量的矛盾也日益突出。且不說在國際金融危機(jī)之下半導(dǎo)體企業(yè)普遍遭遇融資難的困境，即便企業(yè)的資金足夠充裕，但由于市場的不斷細(xì)分而研發(fā)成本居高不下將導(dǎo)致很多產(chǎn)品最終無利可圖。

當(dāng)傳統(tǒng)的ASIC(專用集成電路)或ASSP(專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)的設(shè)計周期跟不上市場的變化而市場容量又不足以支撐巨額的研發(fā)成本的時候，人們就不得不回過頭來對FPGA的發(fā)明者RossFreeman及其創(chuàng)立的公司表達(dá)感激之情了。基于FPGA芯片，半導(dǎo)體廠商和系統(tǒng)廠商可以大幅縮短研發(fā)周期，同時節(jié)省大量的NRE(一次性工程費(fèi)用)成本，“拯救”了很多看起來無利可圖的市場領(lǐng)域。此時，人們終于理解，正是25年前的“奢侈”為今天鋪就了一條成功之路。

芯片不是全部

所有從事FPGA芯片開發(fā)的人都可以自豪地聲稱：“如今FPGA芯片在某些領(lǐng)域已成為系統(tǒng)的核心。”不過，賽靈思給自己的定位已經(jīng)不再局限于FGPA芯片制造商，他們給FPGA產(chǎn)品賦予了新的內(nèi)涵。不錯，賽靈思在今年2月推出的Virtex-6和Sparten-6這兩款FPGA芯片分別采用了40納米和45納米工藝，僅就半導(dǎo)體工藝技術(shù)的節(jié)點(diǎn)而言，這已經(jīng)是目前最高端的技術(shù)。但這并不值得炫耀，因?yàn)镕PGA產(chǎn)業(yè)發(fā)展到今天，芯片已不能代表全部。

FPGA企業(yè)除了要向客戶提供芯片之外，同時還會提供EDA(電子設(shè)計自動化)開發(fā)工具、評估板以及各種IP和參考設(shè)計，而客戶在做出選擇的時候，往往會有“亂花漸欲迷人眼”的感覺。為了幫助客戶解決這種困惑，降低設(shè)計難度，賽靈思推出了“目標(biāo)設(shè)計平臺”，而“目標(biāo)設(shè)計平臺”正在成為一種新的產(chǎn)品形態(tài)。

對于各個細(xì)分的市場，肯定都有特定的幾種典型應(yīng)用。賽靈思為這些典型應(yīng)用準(zhǔn)備好所需要的設(shè)計平臺——— 為這些應(yīng)用挑選出合適的FPGA芯片和外圍芯片，做出合適且可擴(kuò)展的演示板，準(zhǔn)備好軟件工具和高度可配置IP，提供參考設(shè)計流程。目標(biāo)設(shè)計平臺盡可能地為客戶提供底層的服務(wù)，讓系統(tǒng)工程師把更多的精力用于他們的設(shè)計，從而能夠進(jìn)行快速開發(fā)，以便迅速占領(lǐng)市場。

資本總是追求利潤的最大化，系統(tǒng)廠商在爭搶產(chǎn)品上市時間的同時也決不會忘記降低成本。對FPGA企業(yè)而言，幫助他們的客戶降低產(chǎn)品TCO(整體成本)也是分內(nèi)之事。