FPGA游戲規(guī)則：高端引領(lǐng)增長，先進(jìn)工藝趁早

FPGA廠商為何愛攀比，在先進(jìn)工藝上咬得很緊？

近日，筆者訪問了Altera公司亞太區(qū)副總裁兼董事總經(jīng)理Erhaan Shaikh，了解了個中原因。

                                50%收入由高端貢獻(xiàn)

Altera擁有非常廣泛的產(chǎn)品的組合，包括低成本、低密度的產(chǎn)品，一直到中端、高端產(chǎn)品。高端產(chǎn)品的收入占比最高，Altera 50%的收入都是由高端的產(chǎn)品所貢獻(xiàn)的。

                            圖：Altera 2013年營業(yè)額組成

高端的定義在不斷變化。有幾個重要參數(shù)，一個是邏輯單元數(shù)量應(yīng)該超過100萬。收發(fā)器10倍于GHz等級。另外會有一些硬的功能，比如DSP功能，還有一些接口功能。另外從其結(jié)構(gòu)來說，應(yīng)該是250MHz的結(jié)構(gòu)。而且它應(yīng)該能夠支持業(yè)界基本上最主要的接口標(biāo)準(zhǔn)。

不過，低成本產(chǎn)品的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高端產(chǎn)品。Altera一直承諾要走全面的產(chǎn)品路線。Arria 10就是對中端產(chǎn)品進(jìn)行了一個重新的定義，CPLD和Cyclone 5 FPGA類是低端產(chǎn)品。例如Altera會在今年下半年，或者更晚些時候，會推出一款基于閃存技術(shù)的新的CPLD產(chǎn)品——MAX 10，用TSMC 55nm工藝生產(chǎn)。

為何現(xiàn)在就宣布20nm、14nm高端芯片？

28nm節(jié)點現(xiàn)在在業(yè)界非常主流的節(jié)點。不過FPGA不同于其他類型的產(chǎn)品，F(xiàn)PGA的生命周期很長，一般來說是10年左右。所以當(dāng)你要把一個新工藝引入到FPGA中，本身要花費很多時間。所以從一開始研發(fā)到最后產(chǎn)品的投產(chǎn)/投片都需幾年時間。因此在Altera看來，現(xiàn)在28nm工藝技術(shù)才剛剛進(jìn)入到了最終投片、實現(xiàn)很大量產(chǎn)出的階段。

所以新的20nm、未來的14nm，也和28nm一樣，將來都會有非常廣泛的應(yīng)用空間。而且Altera現(xiàn)在認(rèn)為20nm，對Altera來說是意味著一個最大的一個機(jī)會的窗口。對于14nm，Altera可以用14nm做ASIC，還可以做其他的一些ASSP。

              Altera 14nm生產(chǎn)將如期進(jìn)行

Altera將委托Intel代工其14nm三柵極(Tri-Gate)工藝FPGA及SoC。不過，在14nm制程方面，Intel曾宣布其產(chǎn)品進(jìn)度被推遲，第四季度才出貨。而Altera的時間表上，Stratix 10預(yù)計也在2014年第四季度tape out（投片）。Intel的推遲工期，是否會對Altera的進(jìn)度有影響？

Altera亞太區(qū)副總裁兼董事總經(jīng)理Erhaan Shaikh稱，Altera不是依賴于Intel最先出來的工藝來生產(chǎn)FPGA，即Altera的產(chǎn)品排班表比Intel的工藝技術(shù)時間安排要稍晚一步，所以即使Intel在14nm前沿生產(chǎn)方面有一些延遲，也不會影響到Altera產(chǎn)品的生產(chǎn)。

Altera現(xiàn)在關(guān)于14nm工藝技術(shù)基礎(chǔ)之上的產(chǎn)品開發(fā)還是處在正常的時間表上，最近Altera剛剛宣布已在Intel 14nm工藝上成功驗證其FPGA電路，性能是目前高端FPGA的2倍，而功耗降少了70%。不僅如此，Altera還在FPGA方面也增加了很多新部件，例如收發(fā)器、混合信號IP、數(shù)字邏輯區(qū)塊等。

這里有個矛盾，Intel第四季度宣稱量產(chǎn)，Altera是第四季度投片，為何Altera“不依賴Intel最先出來的工藝”呢？據(jù)半導(dǎo)體專家莫大康分析，目前Intel的14nmCPU正在試產(chǎn)，但還沒有達(dá)到穩(wěn)定量產(chǎn)。一般來說，達(dá)到80%良率、月產(chǎn)量5萬片晶圓時，才能稱為生產(chǎn)成熟。

事實上，在FPGA界，除了Intel-Altera組合外，臺積電也與另一家FPGA大廠賽靈思（Xilinx）也在合作基于臺積電16nmFinFET制程推出芯片，計劃表也是今年投產(chǎn)。

Altera強調(diào)稱，與Intel組合的優(yōu)勢是Intel已在22nm的Tri-Gate三柵極的工藝上實現(xiàn)了百萬級的量產(chǎn)，具有豐富的經(jīng)驗。而TSMC在20nm時仍是平面工藝，在16nm時才第一次是立體制造工藝。

敢于“腳踩兩只船”

談到Altera和TSMC、Intel的關(guān)系，Erhaan稱，Altera的Arria 10主要是用到TSMC的20nm工藝；高端的Stratix 10則將用Intel 14nm的Tri-Gate三柵極工藝。兩家工廠中都有專門的團(tuán)隊來做Altera的產(chǎn)品。

談到與TSMC的關(guān)系，Altera與TSMC已經(jīng)有20年的合作的時間了，將來這種合作關(guān)系仍然會繼續(xù)保持下去，所以Altera從TSMC獲得所需產(chǎn)能方面沒有任何困難。最近Altera剛剛宣布要和TSMC一起來做一種新的封裝技術(shù)——細(xì)間距的銅凸塊封裝技術(shù)，主要用于20nm的Arria 10產(chǎn)品。

Altera和Intel的合作伙伴關(guān)系是排他性的，Erhaan稱Altera是唯一大型FPGA公司，可以使用Intel 14nm工藝技術(shù)，而且該協(xié)議期12年。由于每個節(jié)點的工藝技術(shù)周期一般不到12年，因此排除了競爭對手的進(jìn)入。