FPGA或將成為電子系統制造商救命利器

根據賽靈思的分析，2007年可編程邏輯芯片市場(chǎng)約為36億美元，2012年將快速增長(cháng)到140億美元。推動(dòng)這一巨幅增長(cháng)的因素來(lái)自以下三個(gè)方面：智能視頻分析和監控、更高帶寬網(wǎng)絡(luò )通信、高清視頻廣播、HDTV和互聯(lián)網(wǎng)音視頻流傳輸等數字多媒體融合市場(chǎng)的需求、FPGA的性能、成本、功耗和容量已經(jīng)接近甚至超過(guò)此前ASIC或ASSP的水平、以及當前金融和經(jīng)濟危機導致的快速、量小和多變的客戶(hù)需求趨勢。

今年二月初賽靈思（Xilinx）為慶祝其新LOGO誕生和25周年生辰而在北京舉辦的慶典活動(dòng)上，賽靈思新任CEO Moshe Gavrielov在其致賀視頻片斷中用短短的四個(gè)英文單詞“Do more with less”就非常到位地概括了當前全球設備制造業(yè)在當前經(jīng)濟危機下的開(kāi)發(fā)投入指導思想。他指出，由于風(fēng)險管理以及適應市場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化形勢的能力對于企業(yè)生存已變得越來(lái)越關(guān)鍵，因此對于電子系統生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)，硬件可編程能力已經(jīng)必不可少?？删幊踢壿嬕咽谴髣菟?，而且勢不可擋。

的確，從理論上講，可編程硬件的可配置特點(diǎn)不僅具備快速實(shí)現產(chǎn)品差異化和快速上市等傳統優(yōu)點(diǎn)，而且當生產(chǎn)批量達不到足以支持開(kāi)發(fā)專(zhuān)用IC成本的時(shí)候還可以加快投資回報速度。賽靈思資深副總裁湯立人（Vincent）表示：“今天開(kāi)發(fā)一顆ASIC和ASSP所需的成本越來(lái)越龐大，如果你采用65nm工藝，那么設計成本+掩模費+良率改善費大約是3千4百萬(wàn)美元，如果你找不到一個(gè)3億美元規模的應用市場(chǎng)，那么你很難收回成本。而如果你想采用更先進(jìn)的32nm工藝，總開(kāi)發(fā)成本將上升到6千1百萬(wàn)美元，你所需要找到的最小應用市場(chǎng)大約為5億美元?！?/P>

他認為，在當前經(jīng)濟和金融形勢同時(shí)惡化的情況下，最新Virtex-6和Spartan-6 FPGA技術(shù)的進(jìn)展已經(jīng)將FPGA推到了一個(gè)應用市場(chǎng)的爆炸性增長(cháng)點(diǎn)，因為無(wú)論是用來(lái)完成關(guān)鍵處理功能還是直接作為系統核心，最新FPGA器件所提供的性能、成本、功耗和容量都已經(jīng)接近甚至超過(guò)了當前最先進(jìn)的ASIC或ASSP的水平。

湯立人強調指出：“自從25年之前賽靈思發(fā)明FPGA以來(lái)，今天我們終于看到，市場(chǎng)對可編程邏輯器件需求的迫切性是如此之大，以至于它已經(jīng)成為一種不可阻擋的應用趨勢。而且無(wú)論從市場(chǎng)推動(dòng)力、創(chuàng )新資金約束還是技術(shù)創(chuàng )新的角度來(lái)看，我們都正處在這樣的一個(gè) 革 命 性轉折點(diǎn)上?！?/P>

市場(chǎng)推動(dòng)力主要來(lái)自以下三個(gè)方面：消費市場(chǎng)需求的迅速變化、市場(chǎng)對超高速連接的需求、以及快速變化的細分市場(chǎng)。首先，今天的市場(chǎng)已變成是一個(gè)消費者驅動(dòng)的市場(chǎng)，而目前消費者的需求變化相當之快，如每半年甚至每3個(gè)月消費者就希望換一部手機，或換一部功能更加強大的MP3。其次，消費者希望在任意時(shí)間和任意地點(diǎn)都能夠以一種非常高的速度相互連接起來(lái)，無(wú)論是圖片、數據、視頻還是音頻。最后，正是因為這種快速變化著(zhù)的消費者需求，使得我們所處的市場(chǎng)出現不斷的變化，變得越來(lái)越細分和專(zhuān)業(yè)性，以前生產(chǎn)終端產(chǎn)品都是追求海量或大批量的生產(chǎn)，但是現在不斷變化、不斷細分和更加專(zhuān)業(yè)化的市場(chǎng)，不僅導致生產(chǎn)批量的下降，而且導致產(chǎn)品的生命周期越來(lái)越短。這也意味著(zhù)無(wú)論半導體公司還是系統制造商，都必須越來(lái)越快地把他們的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。而FPGA平臺的高性能和靈活性恰好是滿(mǎn)足上述市場(chǎng)需求的最佳選擇。

從創(chuàng )新資金面上來(lái)看，目前的金融和經(jīng)濟危機形勢讓所有的投資人都開(kāi)始重新思考和審視投資項目的回報率，仔細分析自己投資的每一個(gè)美元是否能夠帶來(lái)應有的回報。首先，美國經(jīng)濟已經(jīng)正式宣布進(jìn)入衰退期，全球最大消費市場(chǎng)需求的下降使得全球的半導體供應商和系統制造商都必須重新論證自己的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)計劃、融資問(wèn)題、及其投資回報率。之所以這些投資者要對自己的投資項目進(jìn)行重新的思考，是因為目前ASIC或ASSP產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本已變得相當的高。例如，開(kāi)發(fā)45nm ASSP的成本至少需要6000萬(wàn)美金，如果繼續向32nm節點(diǎn)發(fā)展，開(kāi)發(fā)成本將需要1億美元。這么高的投入即便是那些第一流的大品牌半導體供應商也不得不在對新產(chǎn)品進(jìn)行立項時(shí)變得非常的謹慎，更不用說(shuō)那些第二流的IC供應商和初創(chuàng )公司了，因為他們將碰到更大的融資難題。

對產(chǎn)業(yè)鏈后端的系統制造商而言，目前如此不利的經(jīng)濟態(tài)勢也為他們帶來(lái)了很多不利的影響。首先，這些系統廠(chǎng)商不得不降低自己在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面的成本，挖空心思用更少的錢(qián)做更多的事情，而且不能隨意對回報不大肯定的研發(fā)項目進(jìn)行投資。但與此同時(shí)，他們又必須增強自己的核心競爭力，使自己的產(chǎn)品具備差異化特性。因此在目前和未來(lái)的一段特定時(shí)間內，對于那些存在一定市場(chǎng)增長(cháng)潛力、但需求量又不是太大或很肯定的很多細分應用市場(chǎng)，ASIC或ASSP供應商肯定不愿意再花錢(qián)投資了，而FPGA恰好可以滿(mǎn)足這類(lèi)系統應用客戶(hù)對性能、成本和靈活性的苛刻要求。這意味著(zhù)傳統ASIC/ASSP的市場(chǎng)應用空間將大大壓縮，而FPGA的應用市場(chǎng)版圖則大大擴展，這就為FPGA應用空間的大幅增長(cháng)奠定了基礎。

產(chǎn)品和技術(shù)復雜性不斷提高，同時(shí)開(kāi)發(fā)周期卻越來(lái)越短，預算也更為緊張。因此，要做到真正的靈活應變，開(kāi)發(fā)團隊還需要新的設計方法和工具。 賽靈思公司 Virtex-6 和 Spartan-6 FPGA系列的推出為“目標設計平臺”（targeted design platforms）奠定了硬件基礎，同時(shí)也是賽靈思公司致力于為設計小組提供強大開(kāi)發(fā)工具和方法支持而努力的成果。新的平臺將進(jìn)一步加快可編程邏輯在一系列終端市場(chǎng)中的應用速度，這些終端市場(chǎng)包括汽車(chē)、消費和有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)通信，以及航空航天和國防領(lǐng)域。

楊飛指出，多數系統制造商在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本、工程預算都會(huì )有一個(gè)上限，盡管應用變得越來(lái)越復雜，但預算不會(huì )與其復雜度成正比增加，如何利用有限的資源解決日益增加的復雜性問(wèn)題將是廠(chǎng)商們面臨的巨大挑戰。另外，由于市場(chǎng)瞬息萬(wàn)變，要求產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期越來(lái)越越短，技術(shù)更新更加迅速，如果采用ASIC產(chǎn)品將無(wú)法適應這些要求，而FPGA的靈活性則可以在此得以發(fā)揮。

“可編程技術(shù)勢在必行?！睏铒w說(shuō)道，“如果采用ASIC，研發(fā)投入周期可能要兩到三年，而FPGA有很多標準模塊可以提供給用戶(hù)。通過(guò)這些標準的平臺，在6~12個(gè)月就可以推出新產(chǎn)品并大規模上市。尤其是在工藝不斷演進(jìn)的時(shí)候，廠(chǎng)商并不需要花時(shí)間了解怎樣在65nm、45nm還是40nm布局這些技術(shù)細節，需要做的僅僅是創(chuàng )新，把新的IP、技術(shù)、概念實(shí)現。即使市場(chǎng)需求有變化，FPGA也可以隨時(shí)修改，迅速滿(mǎn)足當前的應用要求。這不僅對廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)極具優(yōu)勢，而且還有助于延長(cháng)產(chǎn)品生命周期?！蹦壳癋PGA市場(chǎng)的容量正在迅速擴大，賽靈思希望能從目前的20億美元市場(chǎng)向100億美元領(lǐng)域擴展。