ASIC與FPGA發(fā)力低功耗

在今年參加Globalpress電子峰會的企業(yè)代表中，與FPGA相關(guān)的公司數(shù)量眾多，包括Altera、Lattice(萊迪思)、QuickLogic等。而與其呈此消彼長之勢的ASIC陣營也不甘示弱，Open-Sili-con、GlobalUnichip立場堅(jiān)定地做ASIC的擁躉。兩者之間的暗戰(zhàn)由來已久，但此番不約而同地找到了“共同點(diǎn)”———低功耗。

Altera市場營銷部高級副總裁DannyBrian指出，F(xiàn)PGA設(shè)計(jì)過去注重密度和效能，如今轉(zhuǎn)變成重視低功耗設(shè)計(jì)并同時(shí)兼顧密度和效能。Altera通過采用各種創(chuàng)新技術(shù)和28nm制程工藝，來降低高帶寬應(yīng)用的成本和功耗。

Lattice此番主打中等密度和低密度FPGA，鎖定數(shù)碼相機(jī)、液晶電視、服務(wù)器、無線基站、安全監(jiān)控、智能手機(jī)等市場。Lattice公司總裁兼首席執(zhí)行官BrunoGuilmart說，市場對中等密度FPGA的要求是低功耗和優(yōu)化的性能，對低密度FPGA的要求是低成本和易于使用。Lattice的產(chǎn)品也將適應(yīng)這些需求進(jìn)一步擴(kuò)展其市場，其2010年第一季度FPGA營業(yè)額增長41%成為準(zhǔn)確把脈市場需求的有力佐證。

隨著先進(jìn)制程技術(shù)的不斷進(jìn)步，ASIC飽受開發(fā)成本不斷上升、靈活性不足的詬病，因而市場逐漸被FPGA侵蝕。但臺灣創(chuàng)意電子(GlobalUnichip)公司市場處處長黃克勤認(rèn)為，ASIC的成本更多是從市場總量/單價(jià)比出發(fā)，而通過ASIC設(shè)計(jì)公司和晶圓廠的合作，可降低ASIC的前端制造成本和風(fēng)險(xiǎn)，即ASIC無晶圓模式。他還表示，在低功耗設(shè)計(jì)上，降低漏電流和動態(tài)消耗功率是ASIC設(shè)計(jì)公司關(guān)注的兩大焦點(diǎn)。2003年就一直在ASIC市場耕耘的Open-Silicon公司總裁兼首席執(zhí)行官NaveedSherwani認(rèn)為，ASIC設(shè)計(jì)業(yè)正在經(jīng)歷變革，如從完全自有IP到購買部分第三方IP、從自建工廠到成為Fabless、從自有設(shè)計(jì)工具到使用第三方設(shè)計(jì)工具等，ASIC廠商只需做好產(chǎn)品定義，其他如架構(gòu)和RTL設(shè)計(jì)、IP、晶圓制造等將更多地外包給芯片設(shè)計(jì)服務(wù)公司，這是綜合考量靈活性、成本、上市時(shí)間的結(jié)果。

MEMS應(yīng)與晶圓廠加強(qiáng)合作

MEMS隨著觸摸屏手機(jī)的大范圍普及也開始水漲船高。Gartner公司調(diào)查總監(jiān)StephanOhr在會上表示，非光學(xué)傳感器2010年的市場容量預(yù)計(jì)將突破31億美元，2014年將接近50億美元。汽車仍是其最大的應(yīng)用市場，預(yù)計(jì)2014年其規(guī)模將突破28億美元。ADI公司副總裁兼總經(jīng)理MarkMartin說，未來10年是MEMS第三次應(yīng)用浪潮，出現(xiàn)在醫(yī)療、工業(yè)控制和軍事領(lǐng)域，MEMS高效加速器和陀螺儀將進(jìn)一步帶動其多元化應(yīng)用。

MEMS產(chǎn)品出貨量已達(dá)到2000萬片的SiTime公司市場行銷副總裁PiyushSevalia說，在網(wǎng)絡(luò)、通信、存儲、消費(fèi)電子等時(shí)鐘發(fā)生器應(yīng)用市場，全硅產(chǎn)品取代石英是必然趨勢，因其可提供更高性能、更低成本、更小占位面積和更快的上市時(shí)間。

他舉例道，SiTime全硅振蕩器IC的生產(chǎn)流程是2周，而石英高精密機(jī)械加工制造工藝周期一般需8-16周。

雖然MEMS在市場上表現(xiàn)搶眼，但其仍面臨著封裝、質(zhì)量穩(wěn)定性等諸多挑戰(zhàn)。

在MEMS市場上有過多年經(jīng)驗(yàn)的BoschSensortecGmbH常務(wù)董事FrankMelzer指出，單一的MEMS產(chǎn)品并不能保證在市場上獲得成功，應(yīng)該提供一系列MEMS產(chǎn)品和相關(guān)的軟件支持才能適應(yīng)市場多樣化的需求，并且要應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)和提供完好的質(zhì)量。Coventor總裁兼首席執(zhí)行官M(fèi)ikeJamiolkowski認(rèn)為，晶圓廠應(yīng)積累MEMS標(biāo)準(zhǔn)化制程經(jīng)驗(yàn)，與MEMS設(shè)計(jì)業(yè)者通力合作，擴(kuò)展多元化生態(tài)環(huán)境，才能有效拓展MEMS的市場應(yīng)用。

EDA著力提高布局效率

EDA一直是半導(dǎo)體業(yè)的重要分支。從2009年的數(shù)據(jù)看，模擬IC市場銷售額達(dá)310億多美元，而EDA銷售額約10億美元。EDA為適應(yīng)半導(dǎo)體業(yè)對EDA的新需求，在降低功耗和噪音處理、提高布局/布線效率等方面不斷發(fā)力，以此來獲得更長足的發(fā)展動力。

當(dāng)制程技術(shù)從45nm進(jìn)入28nm階段，無論是芯片設(shè)計(jì)前端或后端，降低功耗和噪聲的重要性為EDA廠商所重視。在EDA領(lǐng)域深耕細(xì)作的Apache瞄準(zhǔn)這一需求，專門提供降低功率和噪聲的EDA工具。Apache公司CEO兼董事長AndrewYang表示，Apache公司開發(fā)的EDA工具可解決28nm芯片的噪聲、EMI輻射和干擾等問題。AndrewYang還指出，EDA廠商除了降低功耗外，也要提供合適的電源供應(yīng)設(shè)計(jì)內(nèi)容以及芯片制程后的校正服務(wù)。

隨著采用數(shù)字和模擬混合芯片的數(shù)量日益增多，對EDA工具的可再利用、可移植模擬設(shè)計(jì)創(chuàng)建方法的要求也越來越高。Magma(微捷碼)公司對此推出TitanALX(模擬布局加速器)和TitanAVP(模擬虛擬原型設(shè)計(jì))工具，可提高模擬/混合信號設(shè)計(jì)的動態(tài)布局的產(chǎn)品化率，使客戶可采用更新的工藝技術(shù)更快地開發(fā)出產(chǎn)品。Magma市場營銷副總裁BobSmith還介紹了靜態(tài)時(shí)序分析與提取產(chǎn)品———Tekton/QCP。他表示，目前在芯片流片之前的驗(yàn)證工具仍然采用15年前的架構(gòu)，費(fèi)時(shí)很長時(shí)間，而Magma的Tekton/QCP新架構(gòu)可使SoC時(shí)序分析和提取在1小時(shí)之內(nèi)完成。

Altera：新一代FPGA支持多樣化精度DSP設(shè)計(jì)

·日益增長的帶寬要求對處理性能要求走高，固定精度的DSP已不能滿足應(yīng)用需求。

·Altera應(yīng)用28nm技術(shù)開發(fā)的新一代StratixV家族FPGA，支持多樣化精度的DSP設(shè)計(jì)，可替代傳統(tǒng)的DSP和ASSP。

“FPAG設(shè)計(jì)已從過去追求密度和效能轉(zhuǎn)變成相當(dāng)重視低功耗并同時(shí)兼顧密度和效能?！盇ltera市場營銷部高級副總裁DannyBiran強(qiáng)調(diào)了低功耗在FPGA設(shè)計(jì)中的重要性。

他表示，在視頻處理、無線基站、醫(yī)療圖像處理、高性能計(jì)算機(jī)、軍事雷達(dá)等應(yīng)用中，日益增長的帶寬要求對處理性能要求走高，比如在視頻處理中，已從標(biāo)清到高清再發(fā)展到4K的分辨率，DSP要處理比以前高出25倍的像素精度，從9×9提升到18×18；

在無線基站從3G到LTE再到LTEAdvanced的演進(jìn)過程中，對DSP的要求是要適應(yīng)多載波和多重天線的設(shè)計(jì)，DSP處理效能更要提高到200倍才行，精度要從18×18提升到27×27；在軍事雷達(dá)監(jiān)測系統(tǒng)中，從固定目標(biāo)監(jiān)測到實(shí)時(shí)多目標(biāo)監(jiān)測，DSP處理效能的精度也要提升100倍。固定精度的DSP在既定成本和功耗的范圍內(nèi)，已不能滿足上述的應(yīng)用需求。

Altera應(yīng)用28nm技術(shù)開發(fā)的新一代StratixV家族FPGA，提高了集成度和I/O性能，同時(shí)滿足了成本和功耗要求。它支持多樣化精度的DSP設(shè)計(jì)，可替代傳統(tǒng)的DSP和ASSP，有效滿足市場對DSP的多重需求。經(jīng)過測算，在視頻處理中，可節(jié)約30%多的DSP資源；在無線基站中，比固定運(yùn)算的DSP可節(jié)約30%多的資源；在軍事雷達(dá)應(yīng)用中，可節(jié)約50%的DSP資源。Altera可提供包括IP、接口在內(nèi)的可驗(yàn)證的參考設(shè)計(jì)及開發(fā)板。

Intersil：半導(dǎo)體業(yè)對勾形實(shí)現(xiàn)復(fù)蘇

·半導(dǎo)體業(yè)將在接下來的一年內(nèi)實(shí)現(xiàn)復(fù)蘇，它的模式既不是U形、V形或W形等，而將是對勾形。

·新市場的需求帶動半導(dǎo)體業(yè)整體回升，視頻、安全和低功耗是三大驅(qū)動力。

“今年前20家半導(dǎo)體供應(yīng)商中，有19家在2010年將增長資本支出，前20家合計(jì)支出將達(dá)1040美元，整個(gè)半導(dǎo)體業(yè)支出將增長至1780億美元，比2009年增長13%?！盜ntersil首席執(zhí)行官DaveBell表示，“因而半導(dǎo)體業(yè)將在接下來的一年內(nèi)實(shí)現(xiàn)復(fù)蘇，它的模式既不是U形、V形或W形等，而將是對勾形?！?

新市場的需求帶動半導(dǎo)體業(yè)整體回升，視頻、安全和節(jié)能是三大驅(qū)動力。DaveBell表示,未來的視頻將無處不在，如YouTube網(wǎng)站瀏覽者平均一個(gè)月要花費(fèi)10多個(gè)小時(shí)觀看視頻。而iPhone也帶動了手機(jī)視頻傳輸流量的增長，在汽車信息娛樂系統(tǒng)中的視頻應(yīng)用也日漸升溫。而在安全領(lǐng)域，人們對安全需求的增長引發(fā)了視頻監(jiān)控市場的繁榮。

Intersil公司的目標(biāo)是成為寬產(chǎn)品線的高性能模擬IC公司，在過去的兩年里，Intersil成功完成了6次收購，平均每個(gè)季度都會推出一款新產(chǎn)品。Intersil去年收購了Quellan、Rock公司，近日則成功收購了Techwell公司。DaveBell提到，Quellan公司有一種Q∶Active技術(shù)，可通過放大信號和降低噪聲來恢復(fù)信號質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)高清信號的傳輸，顯著縮小線纜規(guī)格并延長傳輸距離至原來無源線纜的3倍。相比10GBaseT和10G光纖方式，在面積和功耗上實(shí)現(xiàn)了巨大的突破。近日收購的Techwell公司主要是為安全監(jiān)控和汽車信息娛樂市場提供視頻解決方案。這些都將使Intersil為新市場的需求提供更高性能、更低成本的解決方案。

QuickLogic：獨(dú)有技術(shù)增強(qiáng)OLED顯示效果

·今后5年內(nèi)50%的手機(jī)會應(yīng)用OLED顯示屏，此外，OLED顯示也會在平板電腦、上網(wǎng)本等市場得到更廣泛的應(yīng)用。

·開發(fā)了可增強(qiáng)OLED顯示效果的VEE和DPO產(chǎn)品。

QuickLogic已完成轉(zhuǎn)型，從FPGA公司轉(zhuǎn)成為便攜設(shè)備提供完全客戶定制標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(CSSP)，CSSP可把硬邏輯設(shè)計(jì)的高集成度及高性能以及定制化所需的靈活性整合在一起。QuickLogic為客戶定制的產(chǎn)品有PolarPro和Arcticlink系列。由于CSSP針對專門的應(yīng)用，不需要眾多的開發(fā)工具，因而客戶應(yīng)用起來更加方便。CSSP的目標(biāo)應(yīng)用是平板電腦、智能手機(jī)、上網(wǎng)本等便攜式設(shè)備的LCD或OLED顯示背景光和能耗控制。

有數(shù)據(jù)顯示，今后5年內(nèi)50%的手機(jī)會應(yīng)用OLED顯示屏，此外，OLED顯示也會在平板電腦、上網(wǎng)本等市場得到更廣泛的應(yīng)用。QuickLogic總裁AndrewPease表示，QuickLogic開發(fā)了經(jīng)過驗(yàn)證的可增強(qiáng)OLED顯示效果的VEE(視覺增強(qiáng)引擎技術(shù))和DPO(顯示功耗優(yōu)化器)產(chǎn)品。VEE可根據(jù)環(huán)境亮度的變化來動態(tài)優(yōu)化視覺效果，提供高質(zhì)量的對比度優(yōu)化，從而可提供更好的用戶視覺體驗(yàn)。DPO技術(shù)可智能控制顯示亮度，從而可降低功耗并延長電池使用壽命。VEE和DPO技術(shù)已被集成在該公司的ArcticlinkIIVX解決方案平臺中?！澳壳肮镜目蛻舾咄ā⒉┩ǖ冗M(jìn)行手機(jī)和上網(wǎng)本芯片設(shè)計(jì)時(shí)通常需要花費(fèi)10個(gè)多月的時(shí)間，而現(xiàn)在只需集中在基帶芯片或應(yīng)用處理器方面，在顯示增強(qiáng)和節(jié)點(diǎn)方面可直接采用ArcticLinkII，7個(gè)月即可完成設(shè)計(jì)?！盦uickLogic總裁AndrewPease指出。

Lattice：FPGA產(chǎn)品開發(fā)鎖定低功耗和低成本

·客戶對中等密度FPGA的要求是低功耗和更多關(guān)鍵IP的支持，同時(shí)具備優(yōu)化的性能。

·下一代產(chǎn)品會著力降低成本和功耗，滿足客戶對3G的技術(shù)需求。

若想在Xilinx和Altera稱雄的FPGA市場成功上位，必然需要“有所為有所不為”。Lattice公司總裁兼CEOBrunoGuilmart介紹，在其他競爭對手2010年第一季度營收下降的形勢下，Lattice公司的FPGA產(chǎn)品營收逆勢增長了41%。而這一切都?xì)w功于其定位于中等密度和低密度FPGA產(chǎn)品。

Lattice副總裁兼高密度解決方案總經(jīng)理SeanRiley在接受《中國電子報(bào)》記者專訪時(shí)指出，F(xiàn)PGA市場需要三種產(chǎn)品，一種是高密度產(chǎn)品，有很高的性能，但同時(shí)功耗和成本也會偏高；二是中等密度FPGA，比高密度產(chǎn)品更少的DSP、存儲器等，客戶的要求是低功耗和更多關(guān)鍵IP的支持，同時(shí)具備優(yōu)化的性能；三是低密度產(chǎn)品，客戶對此的要求是低成本和易于使用。在中等密度FPGA領(lǐng)域，Lattice提供關(guān)鍵IP、嵌入式硬邏輯來應(yīng)對市場需求，典型產(chǎn)品是ECP3，其在無線通信接口、安全監(jiān)控應(yīng)用領(lǐng)域得到快速增長。在低密度產(chǎn)品領(lǐng)域，Lattice在晶圓制造、測試等方面不斷降低成本，并提供開發(fā)板以使客戶更快地開發(fā)產(chǎn)品，適應(yīng)市場需求。

對于28nm制程技術(shù)的應(yīng)用，他表示，28nm技術(shù)開發(fā)的產(chǎn)品在軍事等領(lǐng)域有需求，Lattice也會跟進(jìn)，但還需克服其帶來的功耗和成本高的問題。Lattice在產(chǎn)品開發(fā)過程中一直注重降低功耗和成本，應(yīng)用65nm開發(fā)的產(chǎn)品在功耗和成本方面可以媲美40nm產(chǎn)品，Lattice還在提高產(chǎn)品易用性方面下工夫，因而客戶的接受度很高。

Lattice進(jìn)入中國市場10多年來，一直致力于提供本地化的銷售推廣和技術(shù)支持服務(wù)，第一季度營收增長41%的主要原因是中興和華為訂單增加的結(jié)果。SeanRiley還表示，Lattice在中國有兩家全球性的分銷商，因Lat-tice客戶的研發(fā)團(tuán)隊(duì)分布在全球，全球性的分銷商也有利于Lattice提供全方位的支持。中國3G是一新事物，在發(fā)展的過程中會產(chǎn)生很多需求，并且目前LTE等基站的設(shè)計(jì)昂貴，功耗也非常高，Lattice的下一代產(chǎn)品會著力降低成本和功耗，滿足客戶對3G的需求。

在電源管理IC領(lǐng)域，Lattice的混合信號產(chǎn)品主要是電源管理IC。Lattice副總裁兼低密度和混合信號解決方案總經(jīng)理ChristopherFanning表示，2010年將著重推廣其電源管理平臺，相較以前的電源管理IC，它增加了重置、系統(tǒng)接口功能，并進(jìn)一步降低了成本，提高了靈活性。未來還將開發(fā)具有溫度控制、實(shí)時(shí)測量等功能的新電源管理平臺。