低成本使得可编程逻辑器件开始进入消费类设备。
【引言】
“因为FPGA最高的灵活性和低成本的优势,高端消费领域最先准备好使用FPGA来替代ASIC。”
——Soe Wan-Seok, Korea Xilinx.
“我们在亚洲消费类电子市场的行情正在急速上扬。在韩国,我们的高端FPGA在数字消费类产品中获得了成功。在日本,我们的产品被很好地应用于消费类和电信底层设备。在中国台湾,我们在低端消费类领域获得了成功。中国大陆则是增长最快的市场,他们的消费者遍及从高端到低端的许多应用。”
——Sandeep Vij, Xilinx
“我们正在消费类应用中替代ASIC和DSP产品。ASIC和DSP一直是传统高产量设备的选择,现在这类设备正成为我们的一个新兴市场。例如,3G蜂窝基础设备和医学图像设备,以前都使用ASIC和DSP来实现,现在都开始转向使用我们的设备。”
——Robert Blake, Altera不久前, Xilinx公司推出了Spartan家族的最新成员——低成本FPGA器件Spartan-3E。在蒙特里举办的GlobalPress峰会上,Xilinx的
总裁兼首席执行官Wim Roelandts 十分愉快地宣布,“今天,我们介绍一个10万门的FPGA,在订购量达到50万的时候价格仅仅为2美元。”实际上,4个主要的FPGA厂商都开始在消费类设备中应用自己的产品,并且随着每一代新型生产工艺带来的硅片体积下降,这一趋势还将继续发展下去。
目前,Xilinx公司从消费类市场中获得的收入占其总收入的15%,Roelandts还希望通过新的产品家族在两年内将这一比率提升到20%。通过裁减平台的冗余特征,例如像GTL一样陈旧的I/O标准,Xilinx提升了Spartan-3E的性能,使它“在最低的价格点上获得了最大的平台特征范围”,Spartan-3E也可以实现DSP和微处理器的功能。Spartan-3E家族包含了从10万门到120万门不同级别的成员。 10万门的芯片已经开始提供样片,并且将在第3季度量产。
FPGA厂商推出Spartan-3E的目的,是为了占有日益增长的消费类市场,在这一市场用户对低价格和高编程能力的需求在不断上升。但是专家也指出,可编程逻辑器件仍然过于昂贵且功耗过大,无法广泛应用于大批量的消费类产品,在这个市场中ASIC仍然占据了主流地位。FPGA大约占有了30亿美元的市场,与此相比ASIC市场则达到了180亿美元。FPGA设备常常在设计阶段被用作一个ASIC原型工具,在量产的时候则使用替代的ASIC。
为了夺取ASIC的市场份额,FPGA厂商将目标锁定在了小批量市场,例如刚起步的一些公司,厂商劝说客户使用FPGA而不是ASIC和ASSP来将初始产品投向市场。他们的努力在数字消费类电子市场获得了回报,这个行业中缩短产品投入市场时间的关键因素是快速的定制性和高灵活性。在消费类电子设备中,FPGA厂商正在加大向中等批量、高端的消费类产品(例如数码相机、数字机顶盒、等离子显示面板和液晶电视等视频设备)的交货数量。
专家们指出在消费类领域,使用FPGA开始设计的项目数量正在不断上升,而使用ASIC开始设计的项目已趋于饱和。Xilinx全球市场副总裁Sandeep Vij 说,“我们在亚洲消费类电子市场的销售正在急速上扬。在韩国,我们的高端FPGA在数字消费类产品中获得了成功。在日本,我们的产品被很好地应用于消费类和电信底层设备。在中国台湾,我们在低端消费类领域获得了成功。中国大陆则是增长最快的市场,其客户遍及从高端到低端的许多应用。”
Altera、Xilinx、Actel和Lattice这些厂商之间的竞争是价格下跌的一大动力。这一竞争也伴随着将现在主流的130nm~180nm生产线升级到90nm的制造工艺,这一变化也将最终导致价格进一步下调。在使用90nm技术生产的FPGA器件中,泄漏电流仍然是一个重要的问题,但是在价格和快速定制因素显得更加重要的时候,这个问题几乎不妨碍FPGA被选中用于消费类的应用。
Altera和Xilinx许诺90nm生产工艺将在今年的第四季度成为他们的主流生产工艺,用于制造他们新型的旗舰设备,例如Xilinx的Spartan-3E和Virtex-4,以及Altera的Stratix-2和Cyclone-2。
对于采用90nm工艺的器件,Altera的生产伙伴TSMC主要使用12英寸的晶片和低阻值的电介质来生产Stratix-2和Cyclone-2。Xilinx位于UMC的90nm工厂则使用FSG和8英寸晶片来制造他们的Spartan-3和Virtex-4。与此相反,Lattice在Fujitsu的工厂中使用0.13μm生产工艺来生产他们的Economy-Pl