2012尋找半導(dǎo)體諾亞方舟

　　FPGA的繁榮

　　FPGA是近年來(lái)最為引人注目的半導(dǎo)體產(chǎn)品，特別是隨著其成本與ASIC之間的距離日益接近，逐漸在越來(lái)越多電子設(shè)計(jì)中取代ASIC。2012年兩大FPGA廠商Xilinx和Altera主打28nm產(chǎn)品，新的制程工藝將FPGA密度再次提升，而由此帶來(lái)的性能提升讓FPGA有了更多施展空間。　

　　Altera公司總裁兼CEO John Daane指出，在新的制程中，F(xiàn)PGA通常是最先被采用、驗(yàn)證和優(yōu)化該工藝的器件之一。例如，Altera于2011年初在其定制28nm FPGA系列中開始發(fā)售功能強(qiáng)大、復(fù)雜的器件，采用了TSMC的高性能28nm工藝。這需要在前十代產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)與代工線共同工作所累積的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步展開密切合作。

　　不過(guò)，對(duì)新技術(shù)節(jié)點(diǎn)的需求已經(jīng)超出了電路設(shè)計(jì)能力，在芯片級(jí)甚至是系統(tǒng)級(jí)就要影響設(shè)計(jì)選擇。例如，在高速串行接口應(yīng)用中，Altera發(fā)售了Stratix V FPGA，它具有可高度靈活配置的28 Gbps收發(fā)器。但是，在當(dāng)今以系統(tǒng)為導(dǎo)向的環(huán)境下，只有業(yè)界最快的集成收發(fā)器還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。串行鏈路需要速度足夠快的控制器才能夠跟上收發(fā)器?？刂破餍枰俣群芸斓钠瑑?nèi)總線、容量足夠大速度足夠快的緩沖以支持它們。所有這些模塊必須滿足能耗要求，具體取決于系統(tǒng)，其應(yīng)用以及使用模式。相應(yīng)地，Altera收發(fā)器技術(shù)必須提供多種選擇。一些選擇是在電路級(jí)——設(shè)計(jì)了不同版本的收發(fā)器工作在不同速率上，提供不同等級(jí)的能耗。從定制28nm系列中選擇芯片，系統(tǒng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在收發(fā)器速率和能耗上滿足了自己的系統(tǒng)要求。其他決定是在模塊級(jí)，PCI Express Gen3或者DDR3等對(duì)性能要求很高、對(duì)功耗要求很嚴(yán)的控制器必須在可編程單元中實(shí)現(xiàn)，還是在固定硬件中實(shí)現(xiàn)?這類模塊應(yīng)該連接至可編程架構(gòu)，還是硬線連接的系統(tǒng)總線，還是都需要連接?答案取決于具體應(yīng)用。

　　當(dāng)前，大部分系統(tǒng)設(shè)計(jì)無(wú)法承受ASIC的成本：一個(gè)芯片設(shè)計(jì)仍然需要服務(wù)于很多用戶。解決這一難題的唯一方法是Altera深入了解用戶的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，找到最能滿足應(yīng)用需求以及市場(chǎng)規(guī)模的共性領(lǐng)域。今天，Altera在與用戶之間打開了另一空間：專用解決方案領(lǐng)域。2012年，很多非常具有競(jìng)爭(zhēng)力的系統(tǒng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將會(huì)高度專業(yè)化。

　　展望2012年，Altera將繼續(xù)在28 nm以及后續(xù)節(jié)點(diǎn)與代工線伙伴合作，不斷在工藝、器件和電路上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，保持公司在硅片和電路上的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。同時(shí)與用戶密切合作，確保交付非常符合他們的功耗、性能和成本特殊需求的產(chǎn)品。Altera將繼續(xù)深入理解各種專業(yè)應(yīng)用，從而能夠交付有助于用戶加速其設(shè)計(jì)規(guī)劃實(shí)施的IP和參考設(shè)計(jì)。

　　更引人注目的是Xilinx將FPGA和ARM核集成在一起的ZYNQ平臺(tái)，被眾多業(yè)內(nèi)人士看好其未來(lái)的前景?！?/p>

　　賽靈思公司全球高級(jí)副總裁、亞太區(qū)執(zhí)行總裁湯立人確信，放眼 2012 年乃至更長(zhǎng)遠(yuǎn)的未來(lái)，全新 28 nm 可編程平臺(tái)對(duì)加速亞洲發(fā)展轉(zhuǎn)型發(fā)揮著重大的作用，作為工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新和差異化的核心，幫助國(guó)內(nèi)公司和跨國(guó)企業(yè)充分滿足國(guó)內(nèi)外電子產(chǎn)品的需求。幾大長(zhǎng)期趨勢(shì)正在不斷推進(jìn)技術(shù)跨越需求增長(zhǎng)，從而將亞洲同全球電子產(chǎn)業(yè)更加緊密地聯(lián)系在一起：

　　● 更多市場(chǎng)領(lǐng)域無(wú)止境的帶寬需求;

　　● 每個(gè)人隨時(shí)隨地都需要無(wú)所不在的互聯(lián)計(jì)算;

　　可編程技術(shù)勢(shì)在必行，推進(jìn)靈活的可重編程器件不斷推廣，相對(duì)于過(guò)于昂貴的完全定制的專用器件而言可最大限度地降低前期 NRE 成本及風(fēng)險(xiǎn)。

　　2012年賽靈思引領(lǐng)FPGA技術(shù)潮流于四個(gè)焦點(diǎn)：工藝技術(shù)——28nm 乃至更長(zhǎng)遠(yuǎn)的未來(lái);3D堆疊硅片互聯(lián) (SSI) 技術(shù);可擴(kuò)展處理平臺(tái) (EPP)——Zynq-7000以及靈活混合信號(hào) (AMS) 集成。

　　除了高端市場(chǎng)之外，差異化和低成本市場(chǎng)同樣給了FPGA廣闊的施展舞臺(tái)。　

　　美高森美(Microsemi)SoC產(chǎn)品部陸地產(chǎn)品副總裁Rich Kapusta認(rèn)為促使FPGA市場(chǎng)的繁榮，有五個(gè)主要趨勢(shì)。第一個(gè)是“大容量器件”， 第二個(gè)是“成本優(yōu)化解決方案”， 第三個(gè)是“集成更多功能性”，第四個(gè)發(fā)展方向?qū)@“解決方案和參考設(shè)計(jì)”，而第五項(xiàng)是朝向“易于使用”的方向發(fā)展。在過(guò)去十年，可編程邏輯器件(PLD)制造商繼續(xù)改進(jìn)其產(chǎn)品組合，在硬件/嵌入式或軟件CPU中包含計(jì)算核心。下一階段的PLD開發(fā)工作是完整的混合信號(hào)平臺(tái)，專為特殊需求 (可能是用于低功耗應(yīng)用如光伏(PV)逆變器;或者是有線、無(wú)線和存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)中的系統(tǒng)管理) 而優(yōu)化。無(wú)論是哪一種情況，選擇正確的組件對(duì)于獲取功率和性能的理想平衡都是極為重要的。像SmartFusion這樣的可編程單芯片系統(tǒng)(cSoC)平臺(tái)，可設(shè)計(jì)用于廣泛不同的細(xì)分市場(chǎng)和終端應(yīng)用，包括馬達(dá)控制、系統(tǒng)管理、功率管理、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)以及驅(qū)動(dòng)顯示等?！?/p>

　　另一方面，所有的可編程邏輯器件已經(jīng)為設(shè)計(jì)人員提供了引人注目的優(yōu)勢(shì)，包括靈活性、調(diào)試和修改設(shè)計(jì)而無(wú)需對(duì)電路板進(jìn)行重新設(shè)計(jì)的功能，以及沒有與ASIC相關(guān)的非常高的開發(fā)成本。更低成本和更低功耗的現(xiàn)代低密度FPGA，現(xiàn)在可用于廣泛的大批量應(yīng)用。這讓萊迪思(Lattice)期待可以顯著地?cái)U(kuò)大FPGA現(xiàn)有的市場(chǎng)，并開辟新的市場(chǎng)，如消費(fèi)電子/移動(dòng)的應(yīng)用。創(chuàng)新的低成本、低功耗的中檔FPGA可提供一兩年前最先進(jìn)FPGA的功能和性能。對(duì)于大多數(shù)市場(chǎng)和應(yīng)用而言，趨勢(shì)是提供經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的設(shè)計(jì)解決方案的技術(shù)創(chuàng)新，在這些市場(chǎng)中，可編程邏輯行業(yè)大多數(shù)都會(huì)發(fā)生增長(zhǎng)，包括消費(fèi)/移動(dòng)電子設(shè)備市場(chǎng)上的令人振奮的發(fā)展。

　　模擬的未來(lái)　

　　作為被標(biāo)準(zhǔn)普爾評(píng)為2011年資本回報(bào)率第一的企業(yè)，凌力爾特公司關(guān)注的主要領(lǐng)域是工業(yè)、通信和汽車市場(chǎng)。工業(yè)市場(chǎng)持續(xù)需要改進(jìn)的性能、集成和效率;通信方面主要提供通信信號(hào)鏈、主要的構(gòu)件，包括高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)、ADC驅(qū)動(dòng)器、混頻器和其他重要的 RF 組件。這些產(chǎn)品允許終端用戶構(gòu)建無(wú)線基站和其他基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備，以最佳的性能滿足所有主要的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)。汽車市場(chǎng)是凌力爾特增長(zhǎng)最快的細(xì)分市場(chǎng)之一，汽車中不斷增加了電子內(nèi)容，而混合動(dòng)力和全電動(dòng)汽車的新技術(shù)推動(dòng)了這個(gè)市場(chǎng)的增長(zhǎng)。汽車對(duì)改進(jìn)的安全系統(tǒng)、燃料效率和舒適性的需求為設(shè)計(jì)創(chuàng)新創(chuàng)造了重要機(jī)會(huì)。凌力爾特公司市場(chǎng)傳訊總監(jiān)John Hamburger介紹，所有這些市場(chǎng)領(lǐng)域均利用了凌力爾特在電源管理、信號(hào)調(diào)理、混合信號(hào)和射頻 / 高頻率產(chǎn)品領(lǐng)域的核心優(yōu)勢(shì)。為了在這些高要求領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)，無(wú)論在苛刻的汽車電子環(huán)境或是新一代無(wú)線系統(tǒng)最低的能耗和高速器件中，產(chǎn)品必須擁有最優(yōu)的品質(zhì)和可靠性?！?/p>

　　ADI公司副總裁鄭永暉特別指出，ADI未來(lái)一至兩年內(nèi)會(huì)更多投資在以轉(zhuǎn)換器為核心應(yīng)用在幾個(gè)領(lǐng)域，例如通訊技術(shù)設(shè)施、工業(yè)的自動(dòng)化、工業(yè)儀表、綠色節(jié)能汽車、醫(yī)療電子等。ADI公司高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器和隔離產(chǎn)品線總監(jiān)Chris Jacobs認(rèn)為，2012年模擬技術(shù)主要的熱門應(yīng)用、技術(shù)及其趨勢(shì)如下?！?/p>

　　1. 在2012年，將更多的“智能”注入轉(zhuǎn)換器。在今后的1到2年內(nèi)，兩大主題將會(huì)詮釋這一趨勢(shì)，即與轉(zhuǎn)換器核心技術(shù)發(fā)展齊頭并進(jìn)的先進(jìn)傳感器快速擴(kuò)張，以及在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器內(nèi)嵌入持續(xù)可調(diào)節(jié)功率功能的發(fā)展方向。

　　2. 功能多樣的運(yùn)算放大器在電子行業(yè)內(nèi)扮演了一個(gè)極其重要的角色，其發(fā)展促進(jìn)了新的信號(hào)調(diào)理方式，進(jìn)而可以在多種不同應(yīng)用中采用更廣泛的多種放大器。據(jù)預(yù)測(cè)，2012年運(yùn)算放大器流行的兩大關(guān)鍵特性是：零漂移和寬電源電壓特性，越來(lái)越多的專用放大器將會(huì)具備這些特性。

　　3. 新的技術(shù)領(lǐng)域中，超低功耗是一個(gè)領(lǐng)域。超低功耗不僅僅涉及用間距去解決一個(gè)問(wèn)題，需要做的是新材料引入。低功耗不是為了單純的把1瓦降到0.5瓦，性能上的提升使用更小的電源才才是主要的。

　　4. 人類現(xiàn)在將很多器件放在更多的傳感器里面。如何把它連接回來(lái)，相當(dāng)大的要靠無(wú)線，所以射頻領(lǐng)域是我們非常關(guān)注的話題。

　　5. 傳感器。在用戶身旁越來(lái)越多的傳感器，例如攝像頭是一個(gè)傳感器，偵測(cè)環(huán)境污染是一個(gè)傳感器，傳感器的普及需要更多核心的轉(zhuǎn)換器和運(yùn)放的需求。