全(quán)球半導體(tǐ)市(shì)场格局(jú)已成(chéng)三(sān)足鼎立之勢，ASIC (Application Specific Integrated Circuits,專用(yòng)集成(chéng)電(diàn)路(lù))、ASSP(Application Specific Standard Parts，特(tè)殊應(yìng)用(yòng)标(biāo)準産品)、FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)场可(kě)編程門(mén)阵(zhèn)列)三(sān)分(fēn)天(tiān)下(xià)。相較于(yú)ASIC和(hé)ASSP巨大的(de)市(shì)场容量(liàng)而(ér)言，FPGA還(huán)只(zhī)是(shì)一(yī)个(gè)小衆市(shì)场。但是(shì)市(shì)场統計(jì)研究數據(jù)表(biǎo)明(míng)，FPGA已經(jīng)逐步侵蝕ASIC和(hé)ASSP的(de)傳統市(shì)场，并处于(yú)快(kuài)速增长階(jiē)段(duàn)。現(xiàn)階(jiē)段(duàn)FPGA的(de)應(yìng)用(yòng)不(bù)斷擴展(zhǎn)，從汽車、廣播、計(jì)算機(jī)和(hé)存儲、消費類(lèi)、工業、醫療、军事(shì)、测試测量(liàng)、无線(xiàn)和(hé)固网(wǎng)，應(yìng)用(yòng)領域正(zhèng)向(xiàng)各(gè)行各(gè)業滲透。
國(guó)外(wài)FPGA發(fà)展(zhǎn)之路(lù)
20世紀80年(nián)代(dài)是(shì)FPGA/PLD興起的(de)年(nián)代(dài)，Xilinx、Altera(2015年(nián)被(bèi)Intel收(shōu)購)、Lattice、Actel(2010年(nián)10月(yuè)被(bèi)Microsemi收(shōu)購)、Quick Logic等純FABLESS設計(jì)公司都是(shì)在(zài)此(cǐ)年(nián)代(dài)成(chéng)立的(de)，同(tóng)时(shí)相當多(duō)的(de)IDM公司也(yě)開(kāi)始進(jìn)入(rù)FPGA/PLD領域，到(dào)20世紀90年(nián)代(dài)，約有(yǒu)50家(jiā)公司從事(shì)FPGA/PLD研究。20世紀未FPGA市(shì)场經(jīng)过(guò)一(yī)番(fān)激烈整合，许多(duō)業者(zhě)不(bù)是(shì)退(tuì)出(chū)PLD市(shì)场，就(jiù)是(shì)出(chū)售其PLD業务部(bù)門(mén)，或(huò)将PLD業务部(bù)門(mén)分(fēn)立成(chéng)独立公司，或(huò)進(jìn)行購并等，如(rú)Intel、Philips、Agere Systems都出(chū)售其PLD部(bù)門(mén);AMD将PLD部(bù)門(mén)剝離出(chū)去(qù)成(chéng)立Vantis;GateFiel公司被(bèi)收(shōu)購;進(jìn)入(rù)21世紀，在(zài)國(guó)外(wài)目前(qián)剩下(xià)不(bù)到(dào)10家(jiā)，除Xilinx和(hé)Intel PSG(原Altera)两(liǎng)家(jiā)持(chí)續不(bù)斷地(dì)军備競赛，其它(tā)的(de)都有(yǒu)着各(gè)自(zì)固守的(de)市(shì)场定(dìng)位。盡管(guǎn)競争激烈，但FPGA領域依然有(yǒu)新興業者(zhě)出(chū)現(xiàn)，如(rú)受英特(tè)爾新工藝支持(chí)的(de)AchroNIx Semiconductor以(yǐ)及(jí)MathStar等。不(bù)过(guò)新興公司都是(shì)直(zhí)奔高(gāo)端應(yìng)用(yòng)而(ér)去(qù)。
除了(le)單純數字(zì)邏輯性(xìng)質(zhì)的(de)可(kě)程序邏輯裝(zhuāng)置外(wài)，混訊、模拟性(xìng)質(zhì)的(de)可(kě)程序邏輯裝(zhuāng)置也(yě)展(zhǎn)露(lù)头(tóu)角(jiǎo)，例如(rú)Cypress Semiconductor的(de)PSoC(Programmable System-on-Chip)即具有(yǒu)可(kě)組态性(xìng)的(de)混訊電(diàn)路(lù)，或(huò)如(rú)Microsemi公司也(yě)提(tí)出(chū)可(kě)程序化(huà)的(de)混訊芯片(piàn)Fusion，或(huò)者(zhě)Quick Logic研發(fà)的(de)CSSP(Customer Specific Standard Product)，或(huò)者(zhě)也(yě)有(yǒu)業者(zhě)提(tí)出(chū)所(suǒ)謂的(de)現(xiàn)场可(kě)程序化(huà)模拟數組(Field Programmable Analog Array;FPAA)等，相信(xìn)这(zhè)些都能(néng)为(wèi)可(kě)程序化(huà)芯片(piàn)带(dài)来(lái)更(gèng)多(duō)的(de)發(fà)展(zhǎn)動(dòng)能(néng)。
根(gēn)據(jù)器件(jiàn)發(fà)展(zhǎn)曆程以(yǐ)及(jí)市(shì)场應(yìng)用(yòng)需求發(fà)展(zhǎn)趨勢，FPGA今後(hòu)仍然主(zhǔ)要(yào)朝以(yǐ)下(xià)幾(jǐ)大方(fāng)向(xiàng)發(fà)展(zhǎn)：第(dì)一(yī)，高(gāo)密度(dù)、高(gāo)速度(dù)、宽(kuān)頻带(dài)、高(gāo)保密;第(dì)二(èr)，低電(diàn)壓、低功耗;第(dì)三(sān)，低成(chéng)本(běn)、低價格;第(dì)四(sì)，IP核複用(yòng)、系(xì)統集成(chéng);第(dì)五(wǔ)，動(dòng)态可(kě)重(zhòng)構及(jí)單片(piàn)集群(qún)。这(zhè)些發(fà)展(zhǎn)方(fāng)向(xiàng)并不(bù)相互排斥，從Xilinx和(hé)Altera最(zuì)新發(fà)布(bù)的(de)器件(jiàn)来(lái)看(kàn)，他(tā)们(men)已經(jīng)結合幾(jǐ)種(zhǒng)發(fà)展(zhǎn)方(fāng)向(xiàng)上(shàng)的(de)特(tè)點(diǎn)，形成(chéng)功能(néng)性(xìng)能(néng)更(gèng)強(qiáng)大的(de)産品。
發(fà)展(zhǎn)國(guó)産FPGA的(de)背景
由(yóu)于(yú)全(quán)球四(sì)家(jiā)頂級FPGA公司Xilinx、Intel PSG(原Altera)、Microsemi(原Actel)、Lattice全(quán)部(bù)是(shì)美國(guó)公司，美國(guó)政(zhèng)府对(duì)我(wǒ)國(guó)的(de)FPGA産品與(yǔ)技術(shù)出(chū)口(kǒu)進(jìn)行苛刻的(de)審核和(hé)禁運，使得我(wǒ)國(guó)在(zài)航天(tiān)、航空乃至(zhì)國(guó)家(jiā)安(ān)全(quán)領域都受到(dào)嚴重(zhòng)制約。盡管(guǎn)多(duō)年(nián)来(lái)我(wǒ)國(guó)政(zhèng)府投入(rù)了(le)數百(bǎi)亿(yì)科研經(jīng)費，通(tòng)过(guò)逆向(xiàng)工程方(fāng)式仿制美國(guó)禁運的(de)FPGA産品。但由(yóu)于(yú)知識産權、生(shēng)産工藝和(hé)软(ruǎn)件(jiàn)技術(shù)诸多(duō)方(fāng)面(miàn)的(de)限制，仿制品種(zhǒng)有(yǒu)限，技術(shù)无法突破，難以(yǐ)滿足國(guó)家(jiā)安(ān)全(quán)的(de)需要(yào)。随着國(guó)際形勢的(de)變(biàn)化(huà)，通(tòng)过(guò)走(zǒu)私進(jìn)口(kǒu)禁運産品的(de)渠道(dào)可(kě)能(néng)被(bèi)切(qiè)斷，進(jìn)口(kǒu)的(de)關(guān)鍵芯片(piàn)也(yě)可(kě)能(néng)被(bèi)人(rén)为(wèi)地(dì)嵌入(rù)後(hòu)門(mén)通(tòng)道(dào)或(huò)定(dìng)时(shí)炸弹等模块(kuài)，嚴重(zhòng)危及(jí)國(guó)家(jiā)安(ān)全(quán)。因(yīn)此(cǐ)，研發(fà)具有(yǒu)自(zì)主(zhǔ)知識産權的(de)FPGA技術(shù)與(yǔ)産品对(duì)于(yú)打(dǎ)破美國(guó)企業和(hé)美國(guó)政(zhèng)府結合的(de)壟斷意(yì)義深遠(yuǎn)。
特(tè)别是(shì)近(jìn)年(nián)来(lái)針(zhēn)对(duì)工業、國(guó)防、航空、通(tòng)信(xìn)和(hé)醫療系(xì)統的(de)攻擊事(shì)件(jiàn)不(bù)斷增加，航天(tiān)、军工、工業控制和(hé)醫療等部(bù)門(mén)，均十(shí)分(fēn)關(guān)注信(xìn)息的(de)安(ān)全(quán)性(xìng)，因(yīn)此(cǐ)電(diàn)子器件(jiàn)産品的(de)安(ān)全(quán)性(xìng)也(yě)就(jiù)越来(lái)越多(duō)地(dì)受到(dào)企業的(de)重(zhòng)視，它(tā)们(men)需要(yào)更(gèng)能(néng)保障設計(jì)、數據(jù)安(ān)全(quán)的(de)FPGA器件(jiàn)。由(yóu)于(yú)電(diàn)子系(xì)統內(nèi)的(de)安(ān)全(quán)性(xìng)和(hé)防篡改防護正(zhèng)受到(dào)越来(lái)越多(duō)的(de)重(zhòng)視，因(yīn)此(cǐ)高(gāo)安(ān)全(quán)性(xìng)FPGA解(jiě)決方(fāng)案(àn)的(de)市(shì)场需求在(zài)不(bù)斷提(tí)升(shēng)，已經(jīng)逐漸成(chéng)长为(wèi)一(yī)个(gè)相对(duì)特(tè)殊但增长快(kuài)速的(de)市(shì)场。
中(zhōng)國(guó)公司要(yào)在(zài)FPGA領域取(qǔ)得進(jìn)步，需用(yòng)新産品、新技術(shù)带(dài)給(gěi)客戶更(gèng)多(duō)的(de)價值。因(yīn)此(cǐ)，中(zhōng)國(guó)FPGA企業在(zài)技術(shù)实力與(yǔ)全(quán)面(miàn)市(shì)场開(kāi)拓能(néng)力尚弱(ruò)之際，以(yǐ)點(diǎn)带(dài)面(miàn)、找(zhǎo)準定(dìng)位，從特(tè)殊應(yìng)用(yòng)領域入(rù)手(shǒu)，尋求合适發(fà)展(zhǎn)的(de)市(shì)场作为(wèi)切(qiè)入(rù)點(diǎn)，形成(chéng)中(zhōng)國(guó)FPGA的(de)核心(xīn)競争力，也(yě)不(bù)失为(wèi)一(yī)个(gè)發(fà)展(zhǎn)國(guó)産FPGA産業的(de)有(yǒu)效途徑。
中(zhōng)國(guó)擁有(yǒu)超过(guò)60亿(yì)元(yuán)的(de)FPGA市(shì)场。十(shí)二(èr)五(wǔ)期(qī)間(jiān)，中(zhōng)國(guó)的(de)可(kě)編程器件(jiàn)市(shì)场保持(chí)年(nián)均30%以(yǐ)上(shàng)的(de)增长速度(dù)。中(zhōng)國(guó)電(diàn)子産品市(shì)场要(yào)求敏捷快(kuài)速的(de)研發(fà)周期(qī)和(hé)少(shǎo)量(liàng)多(duō)樣(yàng)的(de)産品形态，最(zuì)适合FPGA應(yìng)用(yòng)。
我(wǒ)國(guó)的(de)一(yī)些重(zhòng)要(yào)研究部(bù)門(mén)急需也(yě)长期(qī)需要(yào)高(gāo)可(kě)靠FPGA用(yòng)于(yú)國(guó)家(jiā)安(ān)全(quán)和(hé)重(zhòng)點(diǎn)應(yìng)用(yòng)，比如(rú)航天(tiān)航空、信(xìn)息安(ān)全(quán)等。这(zhè)个(gè)市(shì)场足够大，足够支撐FPGA研發(fà)。
國(guó)産化(huà)之路(lù)，産業生(shēng)态环(huán)境是(shì)關(guān)鍵
高(gāo)可(kě)靠性(xìng)市(shì)场需求正(zhèng)为(wèi)中(zhōng)國(guó)國(guó)産FPGA提(tí)供了(le)这(zhè)樣(yàng)一(yī)个(gè)相对(duì)有(yǒu)利的(de)發(fà)展(zhǎn)空間(jiān)。对(duì)于(yú)尚不(bù)够強(qiáng)大的(de)中(zhōng)國(guó)FPGA企業来(lái)说(shuō)，如(rú)能(néng)把握住这(zhè)个(gè)市(shì)场，不(bù)失为(wèi)一(yī)条(tiáo)差异(yì)化(huà)的(de)發(fà)展(zhǎn)路(lù)徑。
既然有(yǒu)了(le)足够的(de)市(shì)场，那(nà)麼(me)我(wǒ)们(men)就(jiù)不(bù)要(yào)去(qù)讨論市(shì)场的(de)問(wèn)題(tí)，而(ér)是(shì)要(yào)建立生(shēng)态环(huán)境的(de)問(wèn)題(tí)。
1、制造工藝技術(shù)
目前(qián)主(zhǔ)流的(de)FPGA廠(chǎng)商Xilinx、Intel PSG(原Altera)都與(yǔ)Foundry公司建立了(le)緊密的(de)戰略夥伴關(guān)系(xì)，Xilinx和(hé)UMC、東(dōng)芝、三(sān)星(xīng)都有(yǒu)合作，而(ér)Intel PSG(原Altera)與(yǔ)全(quán)球最(zuì)大的(de)代(dài)工商TSMC緊密捆綁，其技術(shù)緊跟工藝發(fà)展(zhǎn)。國(guó)內(nèi)目前(qián)的(de)代(dài)工公司中(zhōng)芯國(guó)際、華虹(hóng)宏力要(yào)肩負起重(zhòng)任，與(yǔ)國(guó)內(nèi)FPGA公司一(yī)起在(zài)工藝技術(shù)上(shàng)緊密合作。
2、EDA软(ruǎn)件(jiàn)支持(chí)
通(tòng)过(guò)高(gāo)性(xìng)能(néng)的(de)EDA工具可(kě)以(yǐ)充分(fēn)開(kāi)發(fà)出(chū)FPGA芯片(piàn)的(de)産能(néng)。完善的(de)生(shēng)态系(xì)統能(néng)够提(tí)供給(gěi)用(yòng)戶更(gèng)全(quán)面(miàn)的(de)設計(jì)資源，從而(ér)突出(chū)系(xì)統优勢，迅速适應(yìng)各(gè)種(zhǒng)市(shì)场應(yìng)用(yòng)變(biàn)化(huà)，快(kuài)速搶占市(shì)场高(gāo)地(dì)。
Xilinx、Intel PSG(原Altera)两(liǎng)大主(zhǔ)流FPGA公司都和(hé)EDA設計(jì)公司合作緊密，只(zhī)要(yào)有(yǒu)FPGA新品面(miàn)世，EDA設計(jì)公司就(jiù)可(kě)以(yǐ)進(jìn)行支持(chí)。而(ér)國(guó)內(nèi)目前(qián)的(de)EDA公司本(běn)身(shēn)的(de)技術(shù)能(néng)力有(yǒu)待加強(qiáng)，與(yǔ)FPGA公司的(de)合作有(yǒu)待完善。目前(qián)國(guó)內(nèi)的(de)FPGA公司除了(le)要(yào)做産品外(wài)，還(huán)要(yào)開(kāi)發(fà)相應(yìng)的(de)配套(tào)软(ruǎn)件(jiàn)，各(gè)家(jiā)公司的(de)软(ruǎn)件(jiàn)无法兼容，这(zhè)无形中(zhōng)加大了(le)研發(fà)成(chéng)本(běn)。
3、應(yìng)用(yòng)開(kāi)發(fà)支持(chí)
FPGA不(bù)是(shì)終(zhōng)端産品，其本(běn)身(shēn)是(shì)一(yī)张(zhāng)白紙(zhǐ)，需要(yào)由(yóu)應(yìng)用(yòng)方(fāng)案(àn)設計(jì)人(rén)員在(zài)上(shàng)面(miàn)勾画(huà)出(chū)美景。如(rú)果(guǒ)一(yī)个(gè)FPGA産品沒(méi)有(yǒu)好(hǎo)的(de)應(yìng)用(yòng)支持(chí)团(tuán)隊開(kāi)發(fà)各(gè)類(lèi)應(yìng)用(yòng)或(huò)參考設計(jì)，産品也(yě)很難在(zài)市(shì)场上(shàng)有(yǒu)所(suǒ)表(biǎo)現(xiàn)。
結語(yǔ)
高(gāo)端産品有(yǒu)Xilinx和(hé)Intel PSG(原Altera)双(shuāng)雄把守，特(tè)殊應(yìng)用(yòng)市(shì)场有(yǒu)Microsemi(原Actel)、Lattice死死防守，加上(shàng)四(sì)家(jiā)共(gòng)有(yǒu)的(de)9000項專利，已很大程度(dù)上(shàng)阻礙了(le)後(hòu)者(zhě)加入(rù)。
國(guó)內(nèi)技術(shù)和(hé)工藝确实暫时(shí)跟不(bù)上(shàng)國(guó)外(wài)最(zuì)先(xiān)進(jìn)的(de)水(shuǐ)平，但我(wǒ)们(men)只(zhī)要(yào)能(néng)够达(dá)到(dào)Xilinx、Intel PSG(原Altera)公司5--10年(nián)前(qián)的(de)水(shuǐ)平，也(yě)可(kě)以(yǐ)滿足相當多(duō)的(de)使用(yòng)需求。FPGA國(guó)産化(huà)的(de)主(zhǔ)要(yào)瓶颈：專業人(rén)才缺、産業周期(qī)长、技術(shù)門(mén)檻高(gāo)、投入(rù)資金(jīn)大。
國(guó)産化(huà)FPGA戰略必須上(shàng)升(shēng)到(dào)國(guó)家(jiā)层面(miàn)才有(yǒu)可(kě)能(néng)实現(xiàn)大的(de)突破，沒(méi)有(yǒu)國(guó)家(jiā)的(de)支持(chí)企業很難承受巨大的(de)研發(fà)投入(rù)。
相信(xìn)FPGA國(guó)産化(huà)之路(lù)将越走(zǒu)越順暢。
資訊摘自(zì)：http://www.ck365.cn/news/9/43918.html
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