２００９　Ｇｌｏｂａｌｐｒｅｓｓ電子峰會：引領市場復蘇的熱點技術（一）ＦＰＧＡ和ＡＳＩＣ的消費電子之爭

崔　澎

3、4月正值春暖花開的時候，只是今年3月的Globalpress電子峰會在低迷經濟的籠罩下，與往年相比冷清了不少。不到30家的芯片設計公司、嵌入式軟件和EDA公司，縮短為3天的日程，都能讓所有參加的記者編輯透過峰會感受到美國半導體產業的陣陣寒意。不過，在萎靡不振的態勢下我們依然能看到許多技術亮點，而那些能堅持甚至振奮的公司更值得花些筆墨去介紹。本文將對本屆峰會上的熱點技術和公司逐一掃描，通過這些硅谷公司的動態了解半導體行業下一波的發展方向，畢竟四季總是在交替，半導體產業的周期也總是在輪回。

FPGA和ASIC之爭由來已久，Gartner的首席分析師Bryan Lewis早在2003年就斷言兩者勢必將會為爭奪市場而展開混戰。只是2008年底開始的壘球經濟危機讓這場混戰來得更激烈。Gartner在2009年1季度發布的預計稱受經濟低迷的影響，全年半導體市場將只有1950億美元，較之2008年暴跌24.1％。

從圖1可以看出，ASIC市場承受的沖擊更大，2009年的跌幅將接近26％。一方面是因為ASIC產品面向大容量，以游戲機、手機、汽車娛樂為代表的消費電子市場在這輪危機中首當其沖受到沖擊；另一方面ASIC制程節點的成本不斷攀高，使得ASIC企業面臨盈利能力和業務模式的雙重壓力，因此初創公司和新的設計項目開始轉向FPGA。

FPGA市場呈現另一種景象，雖然依然難以擺脫經濟危機的陰影同樣下跌，但卻有可能跑贏整個半導體市場，不到17％的跌幅將是所有半導體產品類別中成績最好的之一。2008年FPGA公司的營收大多保持了增長，XiHnx增長了5.4％，Altera增長了8.8％，Actel漲幅最大達到11.2％，顯示了FPGA市場的強勁潛力。在這次峰會上，Altera公司CEO John Daane也分析認為2009年FPGA市場主要增長點集中在軍事電子、通信和工業應用。

但是消費電子是FPGA公司無法避開的一個領域，PC、手機和其他消費電子產品組成的市場消耗超過80％的半導體器件。在Gartner預計的2009年表現突出的半導體市場中，除了軍事應用和無線基站，藍光DVD、網絡筆記本、手機也各占一席。當前，FPGA市場不乏一些針對便攜式消費電子產品專門優化過的低功耗方案，例如xilin x的CoolRunner，Actel的IGLOO，Altera的Cyclone III，QuickLogic的PolarPro和ArcticLink平臺等等。

Actel的IGLOO低功耗FlashFPGA基于Actel的Flash技術及單芯片ProASIC3／E FPGA架構，工作電壓為1.2V／1.5V。公司營銷副總裁Richard Kapusta介紹IGLOO系列器件采用FlashFreeze技術，在超低功耗模式模式下的功耗僅2μW，封裝尺寸縮減至3x3mm。而據Richard透露，2008年Actel的FlashFPGA產品線銷售額增長了38％。

另外一家FPGA公司SiliconBlue是成立于2005年的新興公司，采用特有的NVCM(Non－Volatile Configuration Memory，非易失性配置存儲器)專利技術，以代替ROM和EPROM。SiliconBlue的第一代超低功耗產品iCE65由4個成員構成，以極小的封裝提供超低功耗性能。配置數據為可編程化，可處理來自各個來源的數據，包括安全性、片上(on－chip)、嵌入、NVCM或是外部來源，如標準SPI序列閃存PROM或是下載自處理器SPI接口。靜態電流低至25gA，并提供低動態電流，可延長電池壽命。邏輯容量從2k到16k邏輯單元，I／o數目從128到384個。BGA封裝從3×4mm到12×12mm。iCE系列有易失性及非易失性兩種版本。

ASIC離死還很遠

當然，ASIC市場也絕非就此一蹶不振。從圖1能看出ASIC的市場總量是FPGA的數倍，并且據Gartner預測，ASIC未來的反彈力度也是遠遠高于FPGA。臺灣創意電子市場處處長黃克勤博士笑稱：“ASIC離死還很遠。”創意電子是被邀參加“低功耗FPGA還是定制化ASIC”小組討論的唯一一家ASIC設計公司。黃博士認為隨著制程技術的發展，芯片集成的功能越來越多，FPGA通過制程工藝提高門數是遠不夠的。而且功耗問題是FPGA設計公司所無法真正避開的。ASIC公司對價格的考慮更多是從市場總量／單價比出發，并且黃博士堅持認為通過ASIC和Foundry的合作，ASIC前端制造成本和風險都是可以降低的，這就是所謂的“IDM輕晶圓，ASIC無晶圓”模式。

作為市場份額第二位的FPGA公司，Altera在這次小組辯論中卻派出了負責結構化ASIC－Hardcopg產品線的高級總監Dave Greenfield。和Xilinx對結構化ASIC不屑一顧相反，Altera一直在持續投入研發，并且市場銷售狀況良好，已經占據公司10％左右的收入比例。Dave表示和傳統的ASIC廠商相比，Altera是從FPGA切入ASIC，在設計流程、降低風險和縮短上市時間上更具優勢。Altera可以在很短的時間內完成從已經得到驗證的FPGA向ASIC移植的過程。因此Hardcopy可以集FPGA的設計優勢和ASIC的量產優勢于一體。

另一家提出CSSP(客戶定制化標準產品)概念的QuickLogic公司在峰會上宣布新一代的ArcticLink IIVX4系列已經應用在了高通最新的MSM7xxx和MSM8xxx系列移動處理器上，包括最新的Snapdragon系列。ArcticLinkⅡVX4系列整合了與VESA兼容的高通MSM平臺移動設備數據顯示接口(MDDI)及第2代視覺效果提升解決方案(VEE)已驗證系統模塊，嵌入在CellularRAM畫面緩存器已驗證系統模塊。

QuickLogic的總裁兼CEO Tom Hart介紹說，CSSP是可編程架構和已驗證系統模塊的結合體，這些模塊包含存儲、網絡、視頻圖像、安全和其他定制選項，例如SDIO、PCI、IDE、CE-ATA和NAND Flash控制器等。其中，QuickLogicfI@VEE是基于Apical Limited授權且充份驗證的iridix基礎核心。VEE以逐一像素處理為基礎，以適應肉眼視覺顯像效果的方式處理每幀視頻畫面來提升使用者的視覺體驗。VEE同樣能因應環境背景亮度的影響而調整屏幕的可視性，而非如其它一般針對白晝戶外觀看效果簡單地提高背光強度來應對，所以大幅節省功耗，延長電池續航力。