ASIC与FPGA发力低功耗

 

　　年参加Globalpress电子峰会的企业代表中，与FPGA相关的公司数量众多，包括Altera、Lattice(莱迪思)、QuickLogic等。而与其呈此消彼长之势的ASIC阵营也不甘示弱，Open-Sili-con、Global Unichip立场坚定地做ASIC的拥趸。两者之间的暗战由来已久，但此番不约而同地找到了“共同点”———低功耗。

 

　　Altera市场营销部高级副总裁Danny Brian指出，FPGA设计过去注重密度和效能，如今转变成重视低功耗设计并同时兼顾密度和效能。Altera通过采用各种创新技术和28nm制程工艺，来降低高带宽应用的成本和功耗。

 

　　Lattice此番主打中等密度和低密度FPGA，锁定数码相机、液晶电视、服务器、无线基站、安全监控、智能手机等市场。Lattice公司总裁兼首席执行官Bruno Guilmart说，市场对中等密度FPGA的要求是低功耗和优化的性能，对低密度FPGA的要求是低成本和易于使用。Lattice的产品也将适应这些需求进一步扩展其市场，其2010年第一季度FPGA营业额增长41%成为准确把脉市场需求的有力佐证。

 

　　随着先进制程技术的不断进步，ASIC饱受开发成本不断上升、灵活性不足的诟病，因而市场逐渐被FPGA侵蚀。但台湾创意电子(Global Unichip)公司市场处处长黄克勤认为，ASIC的成本更多是从市场总量/单价比出发，而通过ASIC设计公司和晶圆厂的合作，可降低ASIC的前端制造成本和风险，即ASIC无晶圆模式。他还表示，在低功耗设计上，降低漏电流和动态消耗功率是ASIC设计公司关注的两大焦点。2003年就一直在ASIC市场耕耘的Open-Silicon公司总裁兼首席执行官NaveedSherwani认为，ASIC设计业正在经历变革，如从完全自有IP到购买部分第三方IP、从自建工厂到成为Fabless、从自有设计工具到使用第三方设计工具等，ASIC厂商只需做好产品定义，其他如架构和RTL设计、IP、晶圆制造等将更多地外包给芯片设计服务公司，这是综合考量灵活性、成本、上市时间的结果。

 

　　MEMS应与晶圆厂加强合作

 

　　MEMS随着触摸屏手机的大范围普及也开始水涨船高。Gartner公司调查总监Stephan Ohr在会上表示，非光学传感器2010年的市场容量预计将突破31亿美元，2014年将接近50亿美元。汽车仍是其最大的应用市场，预计2014年其规模将突破28亿美元。ADI公司副总裁兼总经理Mark Martin说，未来10年是MEMS第三次应用浪潮，出现在医疗、工业控制和军事领域，MEMS高效加速器和陀螺仪将进一步带动其多元化应用。

 

　　MEMS产品出货量已达到2000万片的SiTime公司市场行销副总裁Piyush Sevalia说，在网络、通信、存储、消费电子等时钟发生器应用市场，全硅产品取代石英是必然趋势，因其可提供更高性能、更低成本、更小占位面积和更快的上市时间。他举例道，SiTime全硅振荡器IC的生产流程是2周，而石英高精密机械加工制造工艺周期一般需8-16周。

 

　　虽然MEMS在市场上表现抢眼，但其仍面临着封装、质量稳定性等诸多挑战。

 

　　在MEMS市场上有过多年经验的Bosch Sensortec GmbH常务董事Frank Melzer指出，单一的MEMS产品并不能保证在市场上获得成功，应该提供一系列MEMS产品和相关的软件支持才能适应市场多样化的需求，并且要应用先进技术和提供完好的质量。Coventor总裁兼首席执行官Mike Jamiolkowski认为，晶圆厂应积累MEMS标准化制程经验，与MEMS设计业者通力合作，扩展多元化生态环境，才能有效拓展MEMS的市场应用。

 

　　EDA着力提高布局效率

 

　　EDA一直是半导体业的重要分支。从2009年的数据看，模拟IC市场销售额达310亿多美元，而EDA销售额约10亿美元。EDA为适应半导体业对EDA的新需求，在降低功耗和噪音处理、提高布局/布线效率等方面不断发力，以此来获得更长足的发展动力。

 

　　当制程技术从45nm进入28nm阶段，无论是芯片设计前端或后端，降低功耗和噪声的重要性为EDA厂商所重视。在EDA领域深耕细作的Apache瞄准这一需求，专门提供降低功率和噪声的EDA工具。Apache公司CEO兼董事长Andrew Yang表示，Apache公司开发的EDA工具可解决28nm芯片的噪声、EMI辐射和干扰等问题。Andrew Yang还指出，EDA厂商除了降低功耗外，也要提供合适的电源供应设计内容以及芯片制程后的校正服务。

 

　　随着采用数字和模拟混合芯片的数量日益增多，对EDA工具的可再利用、可移植模拟设计创建方法的要求也越来越高。Magma(微捷码)公司对此推出Titan ALX(模拟布局加速器)和Titan AVP(模拟虚拟原型设计)工具，可提高模拟/混合信号设计的动态布局的产品化率，使客户可采用更新的工艺技术更快地开发出产品。Magma市场营销副总裁Bob Smith还介绍了静态时序分析与提取产品———Tekton/QCP。他表示，目前在芯片流片之前的验证工具仍然采用15年前的架构，费时很长时间，而Magma的Tekton/QCP新架构可使SoC时序分析和提取在1小时之内完成。

 

　　Altera：新一代FPGA支持多样化精度DSP设计

 

　　-日益增长的带宽要求对处理性能要求走高，固定精度的DSP已不能满足应用需求。

 

　　-Altera应用28nm技术开发的新一代StratixV家族FPGA，支持多样化精度的DSP设计，可替代传统的DSP和ASSP。

 

　　“FPAG设计已从过去追求密度和效能转变成相当重视低功耗并同时兼顾密度和效能。”Altera市场营销部高级副总裁DannyBiran强调了低功耗在FPGA设计中的重要性。

 

　　他表示，在视频处理、无线基站、医疗图像处理、高性能计算机、军事雷达等应用中，日益增长的带宽要求对处理性能要求走高，比如在视频处理中，已从标清到高清再发展到4K的分辨率，DSP要处理比以前高出25倍的像素精度，从9×9提升到18×18;在无线基站从3G到LTE再到LTEAdvanced的演进过程中，对DSP的要求是要适应多载波和多重天线的设计，DSP处理效能更要提高到200倍才行，精度要从18×18提升到27×27;在军事雷达监测系统中，从固定目标监测到实时多目标监测，DSP处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围内，已不能满足上述的应用需求。

 

　　Altera应用28nm技术开发的新一代StratixV家族FPGA，提高了集成度和I/O性能，同时满足了成本和功耗要求。它支持多样化精度的DSP设计，可替代传统的DSP和ASSP，有效满足市场对DSP的多重需求。经过测算，在视频处理中，可节约30%多的DSP资源;在无线基站中，比固定运算的DSP可节约30%多的资源;在军事雷达应用中，可节约50%的DSP资源。Altera可提供包括IP、接口在内的可验证的参考设计及开发板。