FPGA大廠先進(jìn)制程激戰(zhàn)一觸即發(fā)

FPGA巨頭殊死戰(zhàn)愈演愈烈。Altera近來頻頻加碼先進(jìn)制程投資，并發(fā)動IP廠購并攻勢，全面向FPGA龍頭賽靈思宣戰(zhàn);對此，賽靈思也正面迎戰(zhàn)，透過新一代設(shè)計套件，加速旗下28納米制程SoC FPGA開發(fā)時程，以持續(xù)擴(kuò)大市場占有率，嚴(yán)防Altera坐大。

現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)市場正掀起先進(jìn)制程產(chǎn)品激斗。2013年電子高峰論壇(Globalpress Electronics Summit)中，一如往年邀請兩大FPGA重量級開發(fā)商賽靈思(Xilinx)與Altera，分別探討其最新FPGA技術(shù)發(fā)展動態(tài)與投資布局。從中可發(fā)現(xiàn)，Altera今年將祭出多元制程策略，同步采用臺積電的55納米(nm)嵌入式閃存(Embedded Flash)、28/20納米，以及英特爾(Intel)的14納米鰭式電晶體(FinFET)制程，進(jìn)一步問鼎FPGA市場龍頭寶座。

至于目前的FPGA市占一哥賽靈思則將主力擺在28、20納米及叁維芯片(3D IC)產(chǎn)品發(fā)展上，日前并發(fā)布最新一代專攻28納米以下制程的系統(tǒng)單芯片(SoC)FPGA設(shè)計套件，加速SoC內(nèi)部異質(zhì)硅智財(IP)整合與平臺開發(fā)流程，以持續(xù)發(fā)揮在28納米制程上的領(lǐng)先優(yōu)勢，防堵Altera超前。

顯而易見，兩家FPGA大廠在先進(jìn)制程方面的激戰(zhàn)一觸即發(fā)，后續(xù)市占桂冠是否易主已成為業(yè)界關(guān)注焦點(diǎn)。

發(fā)動購并/多制程攻勢　Altera猛擴(kuò)FPGA陣容

繼攜手英特爾(Intel)布局高階14納米FPGA后，Altera日前再度宣布購并FPGA-based IP供應(yīng)商--TPACK，強(qiáng)化旗下光傳輸網(wǎng)路(OTN)FPGA元件開發(fā)技術(shù);同時也搶先業(yè)界采納臺積電55納米嵌入式閃存制程(圖2)，擴(kuò)充中低階FPGA低功耗設(shè)計能力，全面發(fā)動攻勢挑戰(zhàn)賽靈思的龍頭地位。

圖2 臺積電55納米新制程有助提升SoC FPGA性能?！≠Y料來源：Altera

圖3 Altera產(chǎn)品暨行銷副總裁Vince Hu強(qiáng)調(diào)，超高頻寬OTN設(shè)備市場將是Altera未來主要的產(chǎn)品鎖定目標(biāo)。

Altera產(chǎn)品暨行銷副總裁Vince Hu(圖3)表示，Altera近來透過擴(kuò)大與晶圓廠合作55、20和14納米等多元制程，并大舉購入OTN IP方案，持續(xù)補(bǔ)強(qiáng)低到高階FPGA產(chǎn)品陣容，將有助增強(qiáng)該公司未來在汽車、工業(yè)、智慧能源、Gigabit乙太網(wǎng)路(Ethernet)/OTN、廣播，以及先進(jìn)長程演進(jìn)計畫(LTE-Advanced)通訊基地臺設(shè)備市場的競爭力。

看準(zhǔn)未來OTN網(wǎng)通設(shè)備對頻寬、平行資料處理能力要求將不斷提升，且整體產(chǎn)值規(guī)?？赏?017年達(dá)到130億美元，蘊(yùn)藏龐大商機(jī)，Altera更緊鑼密鼓研發(fā)400G OTN高階網(wǎng)通設(shè)備FPGA解決方案。

Hu透露，Altera不惜重金選用英特爾最先進(jìn)14納米FinFET制程解決方案，最主要目的就是在最短時間內(nèi)大幅提高FPGA電晶體門極的電子流通性，使通道效能倍增、功耗降低，進(jìn)而跟上電信、網(wǎng)通及伺服器設(shè)備功能需求迅速演進(jìn)的腳步。此外，該公司亦已增強(qiáng)OTN映射(Mapping)、多工器 (Multiplexing)和光交叉連結(jié)(Optical Cross Connect)等IP設(shè)計能量，有助超越100G頻寬的OTN設(shè)備盡早成形。

另一方面，針對工業(yè)、汽車等元件需求量龐大的應(yīng)用市場，Altera則導(dǎo)入最新55納米嵌入式閃存制程，并交由臺積電操刀，進(jìn)一步將芯片門極密度提高十倍，并分別縮減70%的閃存及80%的靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體(SRAM)單位面積，同時還能發(fā)揮量產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。

Hu強(qiáng)調(diào)，儘管采取多元制程的產(chǎn)品策略將增加投資負(fù)擔(dān)，但對FPGA廠商而言，將是順利搶占巨量資料(Big Data)、異質(zhì)網(wǎng)路(Heterogeneous Network)，以及各種智慧化運(yùn)算設(shè)備商機(jī)的重要布局。

據(jù)悉，Altera也預(yù)計在今年底以20納米高介電係數(shù)金屬門極(HKMG)技術(shù)量產(chǎn)新一代SoC FPGA，強(qiáng)打LTE-Advanced行動通訊、4K×2K影像處理解決方案，以持續(xù)推升在主流FPGA應(yīng)用市場的競爭力。

隨著Altera進(jìn)一步跨入14納米FinFET制程，并積極補(bǔ)強(qiáng)高階電信、網(wǎng)通設(shè)備芯片的IP陣容，不斷壯大發(fā)展聲勢，亦已引發(fā)業(yè)界對賽靈思的FPGA龍頭寶座即將不保的疑慮，因而刺激賽靈思更加積極鞏固市場地位。

擴(kuò)大28nm領(lǐng)先優(yōu)勢　賽靈思祭新版開發(fā)工具

面對Altera近來攜手臺積電、英特爾頻頻發(fā)動攻勢，賽靈思也不遑多讓，已于日前發(fā)布新款SoC FPGA設(shè)計套件，將以多元IP為主要設(shè)計環(huán)境，搭配開放運(yùn)算視覺資料庫(OpenCV)，強(qiáng)化28納米以下制程的可編程設(shè)計與自動化IP整合功能(圖 4)，加速整體產(chǎn)品開發(fā)時程，進(jìn)而擴(kuò)大賽靈思在先進(jìn)制程上的領(lǐng)先優(yōu)勢。

圖4 賽靈思新版SoC FPGA設(shè)計套件主要功能?！≠Y料來源：賽靈思

圖5 賽靈思設(shè)計方法資深行銷總監(jiān)Tom Feist認(rèn)為，完善的開發(fā)工具對SoC FPGA設(shè)計已變得愈來愈重要。

賽靈思設(shè)計方法資深行銷總監(jiān)Tom Feist(圖5)表示，隨著FPGA制程微縮至28、20納米以下先進(jìn)制程，并朝向高整合度SoC方向發(fā)展，不僅將增加異質(zhì)IP整合的困難度，在 C/C++系統(tǒng)級可編程設(shè)計方面也將愈來愈復(fù)雜，因而驅(qū)動FPGA業(yè)者加緊研發(fā)更強(qiáng)大的軟體設(shè)計套件，從而提升基于FPGA設(shè)計的系統(tǒng)開發(fā)速度，并促進(jìn) FPGA順利往20納米以下制程邁進(jìn)。

順應(yīng)市場發(fā)展趨勢，賽靈思近期已針對旗下28納米All Programmable FPGA，發(fā)布全新設(shè)計套件--Vivado 2013.1版。新一代套件將加快28納米SoC FPGA內(nèi)部IP子系統(tǒng)整合速度，同時透過先進(jìn)可擴(kuò)展介面(AXI)讓安謀國際(ARM)處理器核心、FPGA及其他合作伙伴的IP達(dá)成自動化連結(jié)，以提高多核心SoC效能、IP重復(fù)利用價值與系統(tǒng)級可編程設(shè)計可靠度。

Feist強(qiáng)調(diào)，Vivado內(nèi)建完整OpenCV資料庫，提供各種高畫質(zhì)(HD)影像監(jiān)控、工業(yè)機(jī)器視覺、消費(fèi)性和醫(yī)療電子顯示器等豐富的視訊處理解決方案，亦可縮短各種應(yīng)用開發(fā)時程并降低系統(tǒng)復(fù)雜度;此外，新增的高層次合成(HLS)硬體加速機(jī)制則可提高一百倍的FPGA系統(tǒng)驗(yàn)證速度，將帶動28納米 FPGA相關(guān)設(shè)計在今年下半年衝量，進(jìn)而幫助賽靈思鞏固市占領(lǐng)先地位。

不過，Altera近期跨入14納米FinFET制程，并積極補(bǔ)強(qiáng)高階電信、網(wǎng)通設(shè)備芯片的IP陣容，不斷壯大發(fā)展聲勢，已更進(jìn)一步威脅賽靈思的市場地位。

對此，F(xiàn)eist指出，賽靈思在業(yè)界主流28納米制程上已累積豐富生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，且異質(zhì)IP整合技術(shù)也優(yōu)于其他廠商;再加上新版設(shè)計套件全面加速28納米以下制程的All Programmable SoC FPGA開發(fā)流程，更將成為該公司的王牌產(chǎn)品，以持續(xù)在各個應(yīng)用領(lǐng)域開疆辟土，有效防堵對手迎頭趕上。