雖然FPGA業(yè)的參與者“屈指可數(shù)”，但最近的兩則重磅消息在業(yè)界釋放其巨大的能量：由Altera前總裁加盟擔(dān)綱CEO的Achronix公司最近宣布開始交付基于英特爾22nm工藝開發(fā)的22nm Speedster22i系列FPGA，直接劍指由Altera和Xilinx（賽靈思）等占據(jù)主角的高端FPGA市場(chǎng)；而近日Altera宣稱與英特爾就14nm Tri-Gate工藝生產(chǎn)線合作，并宣稱是目前唯一采用這一先進(jìn)工藝的FPGA廠家。Achronix作為新兵如何與老將對(duì)決？在與臺(tái)積電代工合作20年之后Altera為何選擇了英特爾？在工藝上選擇多家合作伙伴的Xilinx未來又將與誰(shuí)共譜先進(jìn)工藝“戀曲”？一連串動(dòng)作不得不引發(fā)業(yè)界大猜想。

　　Altera為何選擇英特爾？

　　設(shè)計(jì)企業(yè)與代工廠合作多年之后不會(huì)輕易更換，因?yàn)檫@意味著要適應(yīng)新的設(shè)計(jì)規(guī)則。這樣的過渡需要時(shí)間。Altera此舉也說明在代工市場(chǎng)上沒有常勝將軍。

　　Altera與臺(tái)積電的合作已逾20年，并且一直只用臺(tái)積電（TSMC）一家代工廠。而FPGA另一巨頭Xilinx的代工合作伙伴則從聯(lián)電、東芝、三星到臺(tái)積電等都有涉足。此次Altera與臺(tái)積電“相愛”20年后轉(zhuǎn)投英特爾懷抱，采取雙代工模式，不禁讓業(yè)界質(zhì)疑其背后的緣由。

　　根據(jù)業(yè)內(nèi)專家莫大康的分析，Altera宣稱與英特爾14nm Tri-Gate工藝進(jìn)行合作對(duì)臺(tái)積電的影響很大，表明臺(tái)積電在14nm工藝開發(fā)上遇到了“攔路虎”。英特爾的路線圖表明在2013年其14nm將研發(fā)成功，2014年底或者2015年就能量產(chǎn)。而臺(tái)積電的時(shí)間表是在2014年20nm量產(chǎn)，2015年導(dǎo)入FinFET工藝，研發(fā)16nm，所以真正量產(chǎn) 16nm要到2016年或者2017年。再到攻克14nm，時(shí)間將更拖后。兩相比較，英特爾在14nm制程量產(chǎn)方面，至少領(lǐng)先臺(tái)積電3年以上。 Altera等不及才下決心轉(zhuǎn)向英特爾。莫大康進(jìn)一步分析說：“設(shè)計(jì)企業(yè)與代工廠合作多年之后不會(huì)輕易更換，因?yàn)檫@意味著要調(diào)整到另一種新的制程技術(shù)、適應(yīng)新的設(shè)計(jì)規(guī)則。這種過渡需要時(shí)間。Altera此舉也說明在代工市場(chǎng)上沒有常勝將軍?！?/p>

　　Altera國(guó)際市場(chǎng)部李儉表示，Altera選擇代工的原則是最優(yōu)化性價(jià)比，不只考慮半導(dǎo)體工藝，還包括工具、軟件支持、硬件開發(fā)難度等，因此Altera的中高端產(chǎn)品采用高性能工藝，低端產(chǎn)品則采用低功耗工藝。英特爾的14nm工藝技術(shù)在業(yè)界保持領(lǐng)先，借助英特爾垂直化的集成晶圓代工服務(wù)（包括晶圓加工、器件封裝、測(cè)試和量產(chǎn)器件質(zhì)量保障），將助力Altera的FPGA領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

　　其實(shí)Altera與英特爾的淵源已久。除了代工關(guān)系，Altera和英特爾還有諸多其他合作。在2010年，兩家公司合作開發(fā)了英特爾Atom處理器E6x5C系列，在多芯片封裝中結(jié)合了E6x5C處理器和Altera的FPGA。

　　當(dāng)然，Altera也不會(huì)斷絕這么多年與臺(tái)積電的“深厚”情誼。Altera宣稱會(huì)繼續(xù)與臺(tái)積電合作，臺(tái)積電仍然是Altera關(guān)鍵的長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作伙伴，將在20nm以下工藝?yán)^續(xù)合作?；蛟S這算是Altera多年合作之后的“關(guān)懷”之舉?？吹轿羧彰擞殉蔀椤皩?duì)手”的“座上賓”，臺(tái)積電難免“五味雜陳”。

　　而在是否考慮其他代工伙伴方面，Altera的答復(fù)是：一直在評(píng)估來自多家供應(yīng)商，以及不斷發(fā)展的工藝技術(shù)，觀察相關(guān)技術(shù)能否應(yīng)用于Altera未來的產(chǎn)品。除了工藝技術(shù)，Altera還關(guān)注封裝供應(yīng)商、基底供應(yīng)商以及測(cè)試供應(yīng)商，以評(píng)估是否需要他們的技術(shù)。無論如何，在最先進(jìn)工藝開發(fā)方面，Altera走在了業(yè)界前列。放眼望去，目前14nm工藝最為成熟的非英特爾莫屬，臺(tái)積電、三星、特許等代工巨頭要在這一工藝上爭(zhēng)取更多合作伙伴，還需加快追趕的步伐。

　　高端FPGA市場(chǎng)格局如何演變？

　　Achronix最先推出性價(jià)比更優(yōu)的22nmFPGA產(chǎn)品，在高端FPGA市場(chǎng)能否有所作為，關(guān)鍵要看Altera和Xilinx宣稱的20nm FPGA何時(shí)能提供樣片，量產(chǎn)進(jìn)度如何。

　　Achronix公司22nm Speedster22i系列FPGA目前已可向客戶交付工程樣片，Achronix公司總裁兼首席執(zhí)行官Robert Blake也直言Achronix直接劍指高端FPGA市場(chǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)到2014年，全球高端FPGA市場(chǎng)規(guī)模至少達(dá)到30億美元，ASSP和ASIC市場(chǎng)規(guī)模在110億美元左右，高端FPGA需求十分可觀。Achronix選擇這塊一直由Xilinx和Altera把持的“難啃的骨頭”的信心來自何方？

　　Robert Blake在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者電話采訪時(shí)指出，由于采用英特爾22nm 3D Tri-Gate晶體管技術(shù)，不僅其產(chǎn)品的功耗和成本是主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手28nm器件的一半，而且是業(yè)內(nèi)唯一內(nèi)嵌10G/40G/100G以太網(wǎng)MAC、 100Gbps Interlaken、PCI Express Gen1/2/3和2.133Gbps DDR3控制器硬核IP的FPGA器件。Robert Blake解釋說，在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的FPGA產(chǎn)品中，這些功能都由軟件IP來實(shí)現(xiàn)，這需要額外的幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)個(gè)額外的LUTs（查找表），也為FPGA設(shè)計(jì)增加了大量的成本和功耗。此外，嵌入式硬核IP還消除了采購(gòu)、集成和測(cè)試這些功能相應(yīng)的軟核IP成本。并且，隨著客戶越來越關(guān)注設(shè)計(jì)效率，Speedster22i FPGA的HD（高容量）和HP（高性能）兩大系列都能提供功能強(qiáng)大且可靠的ACE設(shè)計(jì)軟件4.2版本支持，對(duì)曾經(jīng)使用過構(gòu)建于Eclipse平臺(tái)的其他任何設(shè)計(jì)工具的工程師都簡(jiǎn)單易學(xué)。目前其ACE 4.2已經(jīng)有超過500個(gè)授權(quán)方使用，并支持Windows和Linux兩個(gè)版本。

　　雖然是FPGA業(yè)界的后起之秀，但Achronix也在加快排兵部陣。Robert Blake說：“Speedster22i FPGA主要針對(duì)通信、測(cè)試和高性能計(jì)算等應(yīng)用，今年銷售預(yù)計(jì)在1億美元左右?！盧obert Blake還表示：“中國(guó)現(xiàn)已成為全球最大的高端FPGA市場(chǎng)，市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)超過日本、歐洲。Achronix目前在深圳已經(jīng)設(shè)立辦事處——亞克尼斯半導(dǎo)體技術(shù)有限公司，會(huì)有原廠FAE為中國(guó)客戶提供技術(shù)支持。”

　　雖然Achronix總裁對(duì)其與英特爾的關(guān)系諱莫如深，但其蟄伏多年之后一出手就定位高端，也不容小覷。盡管此時(shí)力量還略顯單薄，與FPGA巨頭Altera和Xilinx等相比還難以抗衡，但其最先推出性價(jià)比更優(yōu)的 22nmFPGA產(chǎn)品，如果市場(chǎng)推廣、軟件開發(fā)、客戶合作、技術(shù)支持加速到位的話，還是能在高端FPGA市場(chǎng)有所作為的。關(guān)鍵就看Altera和 Xilinx宣稱的20nm FPGA何時(shí)能提供樣片，量產(chǎn)進(jìn)度如何了。李儉表示，在高端FPGA市場(chǎng)，比拼的不只是產(chǎn)品性價(jià)比，還取決于系統(tǒng)工程能力如開發(fā)工具、軟件支持、IP、硬件配套（如收發(fā)器等）。未來市場(chǎng)演變還有待時(shí)間檢驗(yàn)。

　　FPGA工藝競(jìng)賽無休止？

　　28nm FPGA還沒被市場(chǎng)徹底消化，65nm、40nm FPGA還在市場(chǎng)上大量應(yīng)用，對(duì)14nm工藝的爭(zhēng)奪已拉開帷幕，讓人感慨FPGA市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)需要“綜合型選手”。

　　此前Xilinx宣稱與臺(tái)積電合作今年將要試產(chǎn)20nm FPGA，而且Altera和Xilinx都大力宣稱其20nm FPGA相比28nm FPGA有創(chuàng)新型表現(xiàn)。工藝一直是FPGA繞不過的“坎”。事實(shí)上，由于電路結(jié)構(gòu)較為單純，F(xiàn)PGA一直都是率先采用先進(jìn)制程的典范，這也是FPGA一直能有制程技術(shù)突破的主因。而采用更新的制程技術(shù)，也讓FPGA的功能不斷強(qiáng)化?；仡橣PGA從1990年代取代膠合邏輯元件，2000年代試圖取代 ASIC、DSP等元件，到2010年代初正式跨入22nm，現(xiàn)在14nm工藝產(chǎn)品又即將浮出水面，讓人不得不感慨FPGA廠商的工藝升級(jí)壓力已如同“緊箍咒”一般，難以休止。

　　而且，如今FPGA設(shè)計(jì)人員面臨的首要挑戰(zhàn)就是如何滿足功耗要求，隨著制造工藝從65nm到40nm，再發(fā)展到 28nm、22nm、14nm，器件密度和性能提升顯著，而（靜態(tài)和動(dòng)態(tài)）功耗增長(zhǎng)很快，業(yè)內(nèi)對(duì)降低功耗的呼聲很高，而14nm Tri-Gate工藝當(dāng)仁不讓擔(dān)當(dāng)“重任”。李儉介紹說，平面工藝在20nm節(jié)點(diǎn)即遇到瓶頸，因?yàn)楣牡膯栴}沒法解決，而14nm Tri-Gate技術(shù)產(chǎn)生的漏電流小，單位能耗有非常大的降低，這將成為未來FPGA廠商決勝的利器。

　　從效果來看，20nm FPGA與28nm FPGA相比，功耗降低了60%，性能提升了50%;14nmFPGA與20nm FPGA相比，功耗又降低了50%?？梢哉f，F(xiàn)PGA工藝競(jìng)賽已經(jīng)到了這一步，F(xiàn)PGA廠商都要思量是否有能力“接招”。

　　Robert Blake也說，Achronix下一步在著力開發(fā)14nm工藝FPGA，以確保在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手20nm FPGA出來后，我們?nèi)阅芾^續(xù)保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

　　Xilinx雖然到記者發(fā)稿時(shí)為止還未能正面回復(fù)對(duì)此事的看法，但憑借其實(shí)力，當(dāng)然不會(huì)做“壁上觀”，或許沒過多久就會(huì)引爆另一個(gè)重磅新聞。在28nm FPGA還沒被市場(chǎng)徹底消化之際，在65nm、40nm FPGA還在市場(chǎng)上大量應(yīng)用之際，14nm工藝的爭(zhēng)奪又已拉開帷幕，讓人感慨FPGA市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)需要“綜合型選手”既要有能力沖刺，也要有耐力跑馬拉松 ——在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)沖刺成功，才能接著跑馬拉松?；蛟S，7nm也已不遠(yuǎn)了。
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