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摘要：  FPGA最引人關(guān)注的變化趨勢(shì)之一就是應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，在傳統(tǒng)和新興市場(chǎng)兩個(gè)方面都持續(xù)增長(zhǎng)，美高森美就FPGA成本市場(chǎng)提出優(yōu)化方案。

關(guān)鍵字：  FPGA，芯片，可編程邏輯

近年來，F(xiàn)PGA最引人關(guān)注的變化趨勢(shì)之一就是應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。FPGA在傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域和新興市場(chǎng)兩個(gè)方面不斷發(fā)力，實(shí)現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)。

美高美森向FPGA成本市場(chǎng)提出優(yōu)化方案

FPGA傳統(tǒng)、新興市場(chǎng)雙增長(zhǎng)

在FPGA傳統(tǒng)應(yīng)用市場(chǎng)方面，通信逐步實(shí)現(xiàn)高速、復(fù)雜協(xié)議，消費(fèi)電子應(yīng)用則注重低功耗、低成本。其中，無線基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用在性能需求方面出現(xiàn)了大幅增長(zhǎng)，但同時(shí)在成本方面卻存在巨大的下降壓力——這是FPGA器件的重要挑戰(zhàn)。OEM可能再次考慮用ASIC和ASSP器件，從而以盡可能低的成本達(dá)到最高性能水平，而付出的代價(jià)就是上市時(shí)間和靈活性。

一方面，我們看到使用較小型FPGA將繼續(xù)增長(zhǎng)，用于提供I/O橋接和協(xié)處理功能。至于PLD器件在手持式消費(fèi)電子產(chǎn)品中的使用仍然非常少，原因是這個(gè)市場(chǎng)沒有真正推動(dòng)可編程邏輯需求的具體應(yīng)用，我們還不能夠確定近期的增長(zhǎng)是否是可持續(xù)的。

另一方面，F(xiàn)PGA在新興市場(chǎng)的應(yīng)用方興未艾。醫(yī)療、可再生能源、汽車、保安市場(chǎng)等均是FPGA的增長(zhǎng)領(lǐng)域，尤其是FPGA在架構(gòu)中集成了處理器。

總體來說，F(xiàn)PGA器件在傳統(tǒng)和新興市場(chǎng)的增長(zhǎng)都是不可阻擋的。

成本優(yōu)化市場(chǎng)成熟工藝具優(yōu)勢(shì)

應(yīng)用的不斷拓寬對(duì)FPGA性能提出了更高的要求。具體來看，F(xiàn)PGA市場(chǎng)大體可分為三個(gè)部分——高端、中等密度和低成本。每個(gè)市場(chǎng)領(lǐng)域都采用不同的戰(zhàn)略，并且對(duì)于成本、功率和集成度有著不同的重視程度。Microsemi的重點(diǎn)是成本優(yōu)化市場(chǎng)。目前這個(gè)市場(chǎng)缺乏既滿足需求又功能適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品。小型FPGA通常用于SERDES協(xié)議橋接和聚合、I/O擴(kuò)展以及極低功率協(xié)處理，許多器件還用于系統(tǒng)管理應(yīng)用。一些新型FPGA器件具有減少I/O數(shù)目、SERDES和3.3V I/O的作用。它們?cè)醋愿叨薙RAM工藝和架構(gòu)，因此具有高功耗。Microsemi推出了SmartFusion2系列架構(gòu)基于非易失性、即時(shí)上電Flash技術(shù)，可以在系統(tǒng)管理應(yīng)用中省去伴隨FPGA的CPLD，在系統(tǒng)管理應(yīng)用中，可編程邏輯器件是帶來關(guān)鍵性系統(tǒng)功能和啟動(dòng)控制處理器的優(yōu)先元器件。[#page#]

目前，我們的FPGA戰(zhàn)略是在成本優(yōu)化的SoC和FPGA市場(chǎng)提供出色的解決方案，這不表示我們可以部署最先進(jìn)的工藝技術(shù)。倘若在成本優(yōu)化的FPGA市場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)最高集成度，這些工藝技術(shù)并沒有多大幫助。

實(shí)際上，更成熟的工藝技術(shù)可以提供較低的總體成本，這是因?yàn)槌墒旃に嚨姆侵貜?fù)支出(NRE)和晶圓成本較低。同時(shí)，Microsemi已經(jīng)與英特爾簽署了一項(xiàng)提供基于ASIC解決方案的協(xié)議，使用英特爾的22nm 3D Tri-Gate晶體管技術(shù)，使Microsemi成為唯一同時(shí)可以提供較低端成本優(yōu)化可編程邏輯，又具備高端AISC能力的半導(dǎo)體供應(yīng)商。

3D封裝、硅片融合成趨勢(shì)

未來FPGA融合的方向和創(chuàng)新點(diǎn)還側(cè)重于封裝。封裝技術(shù)對(duì)系統(tǒng)集成有很大的幫助，如TSV硅穿孔、2.5D封裝/3D封裝等新型封裝技術(shù)。通常，TSV和2.5D/3D技術(shù)可為極高密度范圍的FPGA器件提供最大支持，F(xiàn)PGA器件無法僅僅通過增加晶體管數(shù)目來實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化。在較低端市場(chǎng)中，Microsemi擁有利用多芯片技術(shù)的獨(dú)特條件，我們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域擁有多種不同的技術(shù)，超過了其他FPGA供應(yīng)商。我們面對(duì)的挑戰(zhàn)是了解需要集成哪種技術(shù)，以便為終端市場(chǎng)領(lǐng)域提供最大價(jià)值的產(chǎn)品，從而減少BOM成本、占位面積和功耗。

FPGA的硅片融合不斷向更高層次邁進(jìn)，可將ARM、DSP、存儲(chǔ)器、高速收發(fā)器等等融合。這方面設(shè)計(jì)人員需要克服的最大挑戰(zhàn)是如何使這些技術(shù)具有成本效益，相對(duì)于分立式解決方案，通過集成來提供更高的價(jià)值非常重要。因?yàn)橐粋€(gè)芯片中封裝更多的組件意味著產(chǎn)品能實(shí)現(xiàn)更好的性能、更低的功耗以及更低的成本。