传统ASIC面临新挑战 低成本高性能FPGA成突破口

传统ASIC面临新挑战 低成本高性能FPGA成突破口

　　今年以来，全球FPGA产业界最为劲爆的消息莫过于英特尔以167亿美元收购FPGA原厂商Altera，对此，网络观点众说纭纭，英特尔通过获得FPGA技术进一步取得在下一代CPU领域的优势也未尝不可。

　　据国内FPGA厂商京微雅阁CEO刘明指出，随着技术和市场的发展，传统的专用集成电路(ASIC)面对了新的挑战，主要体现在四方面：一是日益个性化的客户需求导致市场不断细分，从而导致许多细分后的市场规模不够大，因此对成本造成较大的挑战;二是成本问题，随着半导体制程工艺的发展，先进工艺降低单位芯片材料成本，但是流片费用越来越高昂，因此造成问题：一次性投入需要多大的市场规模才能收回成本?三是中国IC工程师的人力成本逐年提高，芯片设计成本速度提升，现在国内人力成本和硅谷比成本大概上升至三比一;四是市场发展加速，新应用需求层出不穷，从而要求产品研发、升级的周期大幅缩短。

　　FPGA作为ASIC领域中一种全定制或半定制电路，其已经成为迎接上述ASIC所面临挑战入口之一，据刘明介绍，迎接上述挑战的入口有多个，一是世界三大高端通用芯片——CPU/GPU、FPGA/DSP、Memory。原因在于，采用FPGA所设计ASIC电路，用户无需投片生产就能得到适用的芯片，此外，FPGA也是ASIC电路设计中周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。二是异构系统(HSA)——嵌入式多核处理芯片。想必这也是英特尔收购Altera最为主要的原因，英特尔看中的是FPGA在异构计算领域的市场前景，尽管目前GPU在异构计算中独领风骚，得益于相对完善的开发环境，但其功耗较大，这致使GPU可能在数据中心应用中丧失优势，因此，英特尔收购Altera获得FPGA技术可以说十分有必要。

　　此外，FPGA的传统应用领域包括通信网络、智能制造、工业控制、信息安全、视频驱动、电力运营、安防监控、医疗仪器、汽车电子、定位导航等，但目前，微功耗、低成本、小封装的FPGA可作为量产芯片直接进入各新兴行业，为用户带来性价比最高的差异化设计。其已经从传统通应用领域向消费类电子、工业控制以及测试测量等新的领域拓展。除了FPGA的应用市场得到扩大以外，FPGA本身近些年来的发展也有所变化，那就是将变得更加Soc化及智能化。将来FPGA产品将集成一些传感器、处理器、接口等器件，其性能无疑也将更强大，还有就是成本及功耗问题，低功耗、低成本及低价格的FPGA产品未来势必将更受欢迎。这也成为业界厂商的一个重要竞争点。

　　新的应用市场也致使FPGA产品发生了质的变化，同时也对其提出了新的要求，一方面要求其通过工艺提高产品的性能，另一方面，更多的通用IP或客户定制IP被引入FPGA中，以此满足产品上市新要求。虽然新的应用领域为FPGA产业提供更广的市场，但同时也对FPGA行业开发者带来了更大的挑战，这对于国内刚兴起不久的FPGA厂商而言，可谓是“冰火两重天”。

　　此外，由于FPGA的开发与传统PC、单片机的开发有很大的不同，比如说在顺序操作方面，这也给FPGA的开发带来了困难。与此同时，FPGA的开发更是需要从顶层设计、模块分层、逻辑实现、软硬件调试等多方面入手，这对于国内新兴FPGA厂商而言，无疑到来了更多的技术难题。

　　长期以来，FPGA一直都是一个垄断程度极高的产业，几乎被Xilinx、Altera、Microsemi、Lattice所垄断，不过，随着上述FPGA应用场景的扩大，这将为国内FPGA厂商带来更大的发展空间。国内FPGA厂商如何冲出上述国际企业的“围杀”并茁壮成长着实引人担忧。

　　整体而言，技术团队和技术知识产权是国内FPGA厂商最为缺失的。一方面，强大的技术团队才能研发出高性能的产品，并结合中国FPGA应用市场，逐步完善产品覆盖低中高端市场。另一方面则是如何累积更多的知识产权同样是国内FPGA厂商所重点考虑的问题，否则在与国际企业的竞争过程中势必将会丧失更多的主动权。比如说当前的MEMS产业链，虽然如今在国内的发展可谓是如火如荼，但是由于在国内的起步较晚且缺乏知识产权和专利，因此与国外企业相比，更多的是处于被动的状态。(责编：王琼芳)

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