2012尋找半導體諾亞方舟

　　FPGA的繁榮

　　FPGA是近年來(lái)最為引人注目的半導體產(chǎn)品，特別是隨著(zhù)其成本與ASIC之間的距離日益接近，逐漸在越來(lái)越多電子設計中取代ASIC。2012年兩大FPGA廠(chǎng)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?！?/p>

　　Altera公司總裁兼CEO John Daane指出，在新的制程中，FPGA通常是最先被采用、驗證和優(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(kāi)始發(fā)售功能強大、復雜的器件，采用了TSMC的高性能28nm工藝。這需要在前十代產(chǎn)品節點(diǎn)與代工線(xiàn)共同工作所累積的經(jīng)驗基礎上，進(jìn)一步展開(kāi)密切合作。

　　不過(guò)，對新技術(shù)節點(diǎn)的需求已經(jīng)超出了電路設計能力，在芯片級甚至是系統級就要影響設計選擇。例如，在高速串行接口應用中，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，在當今以系統為導向的環(huán)境下，只有業(yè)界最快的集成收發(fā)器還遠遠不夠。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俣群芸斓钠瑑瓤偩€(xiàn)、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(mǎn)足能耗要求，具體取決于系統，其應用以及使用模式。相應地，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——設計了不同版本的收發(fā)器工作在不同速率上，提供不同等級的能耗。從定制28nm系列中選擇芯片，系統設計團隊在收發(fā)器速率和能耗上滿(mǎn)足了自己的系統要求。其他決定是在模塊級，PCI Express Gen3或者DDR3等對性能要求很高、對功耗要求很?chē)赖目刂破鞅仨氃诳删幊虇卧袑?shí)現，還是在固定硬件中實(shí)現?這類(lèi)模塊應該連接至可編程架構，還是硬線(xiàn)連接的系統總線(xiàn)，還是都需要連接?答案取決于具體應用。

　　當前，大部分系統設計無(wú)法承受ASIC的成本：一個(gè)芯片設計仍然需要服務(wù)于很多用戶(hù)。解決這一難題的唯一方法是Altera深入了解用戶(hù)的系統設計，找到最能滿(mǎn)足應用需求以及市場(chǎng)規模的共性領(lǐng)域。今天，Altera在與用戶(hù)之間打開(kāi)了另一空間：專(zhuān)用解決方案領(lǐng)域。2012年，很多非常具有競爭力的系統設計團隊將會(huì )高度專(zhuān)業(yè)化。

　　展望2012年，Altera將繼續在28 nm以及后續節點(diǎn)與代工線(xiàn)伙伴合作，不斷在工藝、器件和電路上實(shí)現創(chuàng )新，保持公司在硅片和電路上的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。同時(shí)與用戶(hù)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將繼續深入理解各種專(zhuān)業(yè)應用，從而能夠交付有助于用戶(hù)加速其設計規劃實(shí)施的IP和參考設計。

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

　　賽靈思公司全球高級副總裁、亞太區執行總裁湯立人確信，放眼 2012 年乃至更長(cháng)遠的未來(lái)，全新 28 nm 可編程平臺對加速亞洲發(fā)展轉型發(fā)揮著(zhù)重大的作用，作為工程設計創(chuàng )新和差異化的核心，幫助國內公司和跨國企業(yè)充分滿(mǎn)足國內外電子產(chǎn)品的需求。幾大長(cháng)期趨勢正在不斷推進(jìn)技術(shù)跨越需求增長(cháng)，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)計算;

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

　　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(cháng)遠的未來(lái);3D堆疊硅片互聯(lián) (SSI) 技術(shù);可擴展處理平臺 (EPP)——Zynq-7000以及靈活混合信號 (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?！?/p>

　　美高森美(Microsemi)SoC產(chǎn)品部陸地產(chǎn)品副總裁Rich Kapusta認為促使FPGA市場(chǎng)的繁榮，有五個(gè)主要趨勢。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)展方向將圍繞“解決方案和參考設計”，而第五項是朝向“易于使用”的方向發(fā)展。在過(guò)去十年，可編程邏輯器件(PLD)制造商繼續改進(jìn)其產(chǎn)品組合，在硬件/嵌入式或軟件CPU中包含計算核心。下一階段的PLD開(kāi)發(fā)工作是完整的混合信號平臺，專(zhuān)為特殊需求 (可能是用于低功耗應用如光伏(PV)逆變器;或者是有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)和存儲基礎架構中的系統管理) 而優(yōu)化。無(wú)論是哪一種情況，選擇正確的組件對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(cSoC)平臺，可設計用于廣泛不同的細分市場(chǎng)和終端應用，包括馬達控制、系統管理、功率管理、工業(yè)網(wǎng)絡(luò )以及驅動(dòng)顯示等?！?/p>

　　另一方面，所有的可編程邏輯器件已經(jīng)為設計人員提供了引人注目的優(yōu)勢，包括靈活性、調試和修改設計而無(wú)需對電路板進(jìn)行重新設計的功能，以及沒(méi)有與ASIC相關(guān)的非常高的開(kāi)發(fā)成本。更低成本和更低功耗的現代低密度FPGA，現在可用于廣泛的大批量應用。這讓萊迪思(Lattice)期待可以顯著(zhù)地擴大FPGA現有的市場(chǎng)，并開(kāi)辟新的市場(chǎng)，如消費電子/移動(dòng)的應用。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。對于大多數市場(chǎng)和應用而言，趨勢是提供經(jīng)濟實(shí)惠的設計解決方案的技術(shù)創(chuàng )新，在這些市場(chǎng)中，可編程邏輯行業(yè)大多數都會(huì )發(fā)生增長(cháng)，包括消費/移動(dòng)電子設備市場(chǎng)上的令人振奮的發(fā)展。

　　模擬的未來(lái)　

　　作為被標準普爾評為2011年資本回報率第一的企業(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(chē)市場(chǎng)。工業(yè)市場(chǎng)持續需要改進(jìn)的性能、集成和效率;通信方面主要提供通信信號鏈、主要的構件，包括高速模數轉換器 (ADC)、ADC驅動(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(hù)構建無(wú)線(xiàn)基站和其他基礎設施設備，以最佳的性能滿(mǎn)足所有主要的無(wú)線(xiàn)標準。汽車(chē)市場(chǎng)是凌力爾特增長(cháng)最快的細分市場(chǎng)之一，汽車(chē)中不斷增加了電子內容，而混合動(dòng)力和全電動(dòng)汽車(chē)的新技術(shù)推動(dòng)了這個(gè)市場(chǎng)的增長(cháng)。汽車(chē)對改進(jìn)的安全系統、燃料效率和舒適性的需求為設計創(chuàng )新創(chuàng )造了重要機會(huì )。凌力爾特公司市場(chǎng)傳訊總監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、信號調理、混合信號和射頻 / 高頻率產(chǎn)品領(lǐng)域的核心優(yōu)勢。為了在這些高要求領(lǐng)域競爭，無(wú)論在苛刻的汽車(chē)電子環(huán)境或是新一代無(wú)線(xiàn)系統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)一至兩年內會(huì )更多投資在以轉換器為核心應用在幾個(gè)領(lǐng)域，例如通訊技術(shù)設施、工業(yè)的自動(dòng)化、工業(yè)儀表、綠色節能汽車(chē)、醫療電子等。ADI公司高速數模轉換器和隔離產(chǎn)品線(xiàn)總監Chris Jacobs認為，2012年模擬技術(shù)主要的熱門(mén)應用、技術(shù)及其趨勢如下?！?/p>

　　1. 在2012年，將更多的“智能”注入轉換器。在今后的1到2年內，兩大主題將會(huì )詮釋這一趨勢，即與轉換器核心技術(shù)發(fā)展齊頭并進(jìn)的先進(jìn)傳感器快速擴張，以及在數據轉換器內嵌入持續可調節功率功能的發(fā)展方向。

　　2. 功能多樣的運算放大器在電子行業(yè)內扮演了一個(gè)極其重要的角色，其發(fā)展促進(jìn)了新的信號調理方式，進(jìn)而可以在多種不同應用中采用更廣泛的多種放大器。據預測，2012年運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(zhuān)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(lèi)現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)，相當大的要靠無(wú)線(xiàn)，所以射頻領(lǐng)域是我們非常關(guān)注的話(huà)題。

　　5. 傳感器。在用戶(hù)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換器和運放的需求。