三大FPGA廠商競(jìng)相發(fā)新品，應(yīng)用點(diǎn)各有側(cè)重

王瑩

2017年2月，春節(jié)剛過(guò)，三大FPGA公司不約而同地在京舉辦新聞發(fā)布會(huì)，宣布它們或顛覆或創(chuàng)新的產(chǎn)品，例如Xilinx宣布面向5G推出RFSoC，把ADC模擬等功能也集成進(jìn)SoC，16nm工藝；被Microsemi收購(gòu)7年的原Actel公司FPGA業(yè)務(wù)部門(mén)推出了28nm中密度FPGA，進(jìn)軍接入網(wǎng)、無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施等市場(chǎng)；2015年底被Intel收購(gòu)的原Altera部門(mén)推出了Cyclone 10，支持10G收發(fā)器，20nm工藝，面向汽車(chē)、工業(yè)自動(dòng)化等。

Xilinx發(fā)布射頻級(jí)模擬技術(shù)，實(shí)現(xiàn)5G無(wú)線顛覆性技術(shù)突破

All Programmable技術(shù)和器件的企業(yè)Xilinx公司宣布通過(guò)在其16nm全可編程（All Prog rammable）MPSoC中集成射頻（RF）級(jí)模擬技術(shù)，面向5G無(wú)線實(shí)現(xiàn)顛覆性的集成度和架構(gòu)突破。Xilinx通訊市場(chǎng)總監(jiān)HarpinderS Matharu稱：“Xilinx全新的All Programmable RFSoC消除了分立數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，可將5G Massive-MIMO和毫米波無(wú)線回傳應(yīng)用的功耗和封裝尺寸削減50%-75%?！?/p>

大規(guī)模2D天線陣列系統(tǒng)對(duì)提升5G所需的頻譜效率和網(wǎng)絡(luò)密度都很關(guān)鍵。制造商正在尋找各種新方法，以滿足嚴(yán)格的商業(yè)部署要求。由于AllProgrammable SoC集成了高性能ADC和DAC，無(wú)線電和無(wú)線回傳單元現(xiàn)在能滿足以前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功耗和封裝尺寸要求，同時(shí)還能提高通道密度。此外，RFSoC器件具有高度的靈活性，可支持制造商簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)周期，從而滿足5G部署的時(shí)間表。

集成式16nm RF數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)包括：1）直接RF采樣，能簡(jiǎn)化模擬設(shè)計(jì)，提高精確度，減小封裝尺寸，并降低功耗；2）12位ADC最高支持4GSPS，實(shí)現(xiàn)高的通道數(shù)量，而且支持?jǐn)?shù)字下轉(zhuǎn)換；3）14位DAc最高支持6.4GSPS，實(shí)現(xiàn)高的通道數(shù)量，而且支持?jǐn)?shù)字上轉(zhuǎn)換。Microsemi低功耗的成本優(yōu)化FPGA系列。用于接入網(wǎng)、無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施、國(guó)防和

工業(yè)4.0

Microsemi宣布提供全新成本優(yōu)化PolarFire現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件（FPGA）產(chǎn)品系列，在中等密度范圍FPGA器件中具備了業(yè)界最低功耗、12.7 Gbps串化/解串（SerDes）收發(fā)器，以及領(lǐng)先的安全性和可靠性（圖2）。該FPGA產(chǎn)品系列適合廣泛的應(yīng)用范圍，涵蓋有線接入網(wǎng)絡(luò)和蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施、國(guó)防和商用航空市場(chǎng)，以及包括工業(yè)自動(dòng)化和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場(chǎng)的工業(yè)4.0應(yīng)用。

Microsemi副總裁兼業(yè)務(wù)部經(jīng)理Bruce Weyer表示：“非易失性FPGA器件首次具備了全部已知好處，其明確的功耗和成本優(yōu)勢(shì)超越了帶有10 Gpbs收發(fā)器的SRAM FPGA器件，從而提供了必要的差異性，在滿足客戶不斷變化的需求的同時(shí)填補(bǔ)了市場(chǎng)空白。

通過(guò)PolarFire FPGA器件，Microsemi公司FPGA器件潛在市場(chǎng)擴(kuò)大至超過(guò)25億美元的規(guī)模，同時(shí)涵蓋低端和中階FPGA市場(chǎng)區(qū)間，此外，新產(chǎn)品系列的創(chuàng)新特性支持其在通信基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)。

現(xiàn)今的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施和有線接入網(wǎng)絡(luò)正在面對(duì)快速轉(zhuǎn)型，一方面必須為客戶提供兆兆字節(jié)（terabytes）的高價(jià)值內(nèi)容，同時(shí)降低運(yùn)營(yíng)和資產(chǎn)支出花費(fèi)，以及減少其熱消耗和碳排放。PolarFire FPGA器件提供最低功耗的10Gbps端口，為日益增多的聚合業(yè)務(wù)提供了高成本效益的帶寬處理能力。全新FPGA系列還可以應(yīng)對(duì)市場(chǎng)日益增多的現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)安全威脅問(wèn)題，以及基于深亞微米SRAM的FPGA器件的配置內(nèi)存所面臨的單事件翻轉(zhuǎn)（SEU）相關(guān)的可靠性問(wèn)題。

Intel面向工業(yè)和汽車(chē)市場(chǎng)推出全新多功能FPGA

為支持日益增多的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應(yīng)用，Intel發(fā)布了Cyclone 10系列FPGA，分為Cyclone 10 GX和Cyclone10 LP兩類，可滿足設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的不同需求。

不同于其他低成本FPGA，Cyclone 10 GX支持10G收發(fā)器和硬浮點(diǎn)DSP。相比前一代Cyclone，它可將性能提升2倍。其市場(chǎng)包括注重高性能I/O和核心速度的市場(chǎng)。使用領(lǐng)域包括工業(yè)機(jī)器視覺(jué)和智能城市應(yīng)用，以支持監(jiān)控停車(chē)場(chǎng)、道路和橋梁等。Cyclone10 GX還非常適合支持專業(yè)視聽(tīng)技術(shù)，如視頻流應(yīng)用。

針對(duì)把成本和功耗作為設(shè)計(jì)決策關(guān)鍵要素的應(yīng)用，Cyclone 10 LP是理想的解決方案。這些系統(tǒng)使用的FPGA密度通常小于7SK LE，F(xiàn)PGA通常用于芯片到芯片的橋接，或是微處理器的I/O擴(kuò)展。Cyclone 10 LP還可以在汽車(chē)視頻處理應(yīng)用中用于后視攝像頭和傳感器融合，通過(guò)車(chē)內(nèi)多個(gè)傳感器收集車(chē)輛行駛時(shí)的數(shù)據(jù)，幫助更全面了解車(chē)輛行駛情況。

“Cyclone 10與Intel公司的整體戰(zhàn)略相符?！盜ntel PSG部產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)與策劃副總裁Alex Grbic稱，“PSG部門(mén)受Intel大生態(tài)圖影響，此圖涉及從萬(wàn)物到云端，Cyclone 10被定義在用于萬(wàn)物和渠道端（如圖3）?！?/p>

點(diǎn)評(píng)：FPGA廠商各有去向

三家公司的產(chǎn)品分別面向高、中、低市場(chǎng)。在應(yīng)用方面，Xilinx推出的RFSoC針對(duì)性最強(qiáng)——5G通信設(shè)備市場(chǎng)。相比之下，Intel Cyclone 10是低端產(chǎn)品，面向萬(wàn)物互聯(lián)的客戶端，適用面最廣。在創(chuàng)新方面，三家公司各有特色，Xilinx憑借其ARM核SoC處理器，在RF模擬方面進(jìn)行了新的拓展；Microsemi的亮點(diǎn)是第一次采用了28nm工藝：而Intel FPGA主要在產(chǎn)品的性能/成本比方面下了很大功夫，主要為了符合Intel的全局戰(zhàn)略，例如Intel以往在物聯(lián)網(wǎng)的高端即云端實(shí)力雄厚，因此用Cyclone 10來(lái)加強(qiáng)中低端實(shí)力。

Microsemi第一次問(wèn)世28nmFPGA，使其F PGA器件中具備了業(yè)界最低功耗、12.7Gbps串化/解串（SerDes）收發(fā)器，進(jìn)軍中等密度FPGA市場(chǎng)。Microsemi前兩年收購(gòu)了PMC-Sierra，拓展了通信市場(chǎng)，此番Microsemi FPGA被7年雪藏后復(fù)出，以增強(qiáng)通信與工業(yè)市場(chǎng)實(shí)力。

過(guò)去FPGA界主要有兩大兩?。簝纱缶耷鎄ilinx和Altera以高密度和先進(jìn)制程在前方華山論劍，兩小將Actel和Lattice都是反熔絲FPGA架構(gòu)，在后面短兵相接。如今，Lattice側(cè)重消費(fèi)類電子，其他三家也各有各的Niche Market（利基市場(chǎng)），形成了暫時(shí)的差異化和和平氛圍。

沒(méi)有不散的筵席。FPGA廠商今天似乎都各有各的去向，少了往日的硝煙彌漫。這到底是好，還是不好呢？這是否是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整合時(shí)代的一個(gè)必經(jīng)之路呢？總之，年年歲歲花相似，歲歲年年的FPGA還真不同！