转载：FPGA制造工艺缩小到90纳米 可编程逻辑应用扩展到消费电子

一声叹息

FPGA制造工艺缩小到90纳米 可编程逻辑应用扩展到消费电子
上网时间 : 2003年10月29日
(作者：倪兆明)
近日Altera在上海拉开了其SOPC World 2003技术巡展在亚洲的第一站活动，Altera亚太区高级市场总监梁乐观先生在巡展期间接受了本刊的专访，介绍了今年巡展活动的特点和FPGA产品未来的发展方向。梁乐观指出90纳米的生产工艺将使FPGA的性能提高一倍，同时产品的体系架构也将有所创新。另外，随着FPGA的复杂度和性能开始逼近甚至超过ASIC，业界对基于台式PC的FPGA设计工具的性能寄予了更大的期望。另一方面，一直是通讯制造及工业设计业界工程师推崇的FPGA，未来也将更多地为数字电子消费产品设计工程师所接受。
2003年是Altera公司成立20周年的大庆年，在今年的SOPC World 2003的活动上，Altera一反以往对产品发展路线保持低调的传统，公开宣布了一系列未来产品的发展方向，其中包括采用台积电(TSMC)90nm工艺发展下一代FPGA的计划和下一代CPLD产品的计划等。“以往的SOPC World活动，我们谈论比较多的是现有的技术和产品及其应用，在市场运作方面相对比较保守。今年我们则强调未来产品的发展方向。” 梁乐观介绍道。他进一步解释说，之所以有这样的变化是因为Altera 0.13微米的产品已经获得成功，工艺已经完全成熟。“我们因此比竞争对手有更大的信心保证能顺利迁移到90纳米的工艺来生产FPGA产品。”他自信地说。
梁乐观认为，90纳米的工艺为提高芯片的速度和降低芯片的价格提供了新的机会，但芯片的功耗不会有明显的降低。“因为晶体管沟道的缩短会带来漏电的上升，同时芯片的速度提高也将进一步增加功耗。因此，要抑止功耗，我们就要在芯片的设计阶段，进行综合考虑，寻找一个优化性能和功耗的平衡点。同时在一些外围电路设计上，尽可能采用低漏电的技术。”他详细解释道。不过梁乐观同时指出，采用90纳米工艺的产品不会马上引发价格的走低趋势，他分析说：“芯片的成本和售价主要有两个因素决定，第一是单位晶圆面积可容纳的芯片数量，这个数量越大，制造成本就越低，售价也就越低。第二个因素是晶圆上的缺陷密度，一般人对此了解不多。这个因素和晶圆上芯片的合格率密切相关。支持90纳米工艺晶圆的缺陷密度因该比以往的材料更低，但因为目前的量还没有上来，所有成本稍高。一般估计到2005年，90纳米工艺的晶圆和0.13微米工艺的晶圆价格才会接近。因此采用90纳米工艺生产的FPGA产品的价格在初期未必低于目前的产品。”
就90纳米工艺的引入步骤，梁乐观透露说：“90纳米生产工艺将率先使用在高端的Stratix-II产品上，以期把目前Stratix产品的性能提高一倍，之后将会把90纳米生产工艺推广到低成本的Cyclone-II产品上。”而在FPGA系统架构的创新方面，他说：“预计新一代的Stratix-II和Cyclone-II体系架构也将有所突破，以最大程度地利用90纳米工艺带来的好处。”他从成本角度分析道：“即使单从制造成本上考虑，数百万美元一套90纳米工艺的制板费用，如果只是采用原来0.13微米的设计技术而没有设计上的改进或功能上的加强，就显得太浪费了。”不过梁乐观不愿透露其中的细节，“介绍产品发展动向不等于新品发布，我们不想让竞争对手利用这样的机会，提前一年来模仿我们新的技术概念。”他解释道。
在FPGA应用趋势方面，梁乐观介绍说：“由于FPGA的单价较高，因此以前一般是（高端）的通讯产品才会采用，另外，业界的分界也是泾渭分明：做通讯的不会碰消费电子产品，反之亦然，这使得FPGA的应用通常局限在通讯产品和高端的工业设备领域。” 不过，他指出目前电子制造业3C融合已经成为趋势，尤其是通讯产品已经大量渗透到家庭，和家庭的影音设备融为一体。在其他方面，例如医疗仪器设备，远程诊断等的需求使得通讯技术和传统仪器设备得以相互结合。“由此产生一种新的市场需求：FPGA不但会在通讯领域将继续得到大量使用，而且在3C融合的数字消费电子产品等领域的应用将得到扩展。我们的低成本Cyclone系列产品正是针对这些市场的，而且将来的90纳米Cyclone－II系列将会进一步强化这方面的应用，在更低端的市场，我们还有MAX以及将来的MAX－II系列产品。” 梁乐观举例说。他还根据FPGA产品市场应用的比例进一步阐述了这一发展趋势：“从全球市场来看，2年前我们的产品有75％用于通讯领域，今年这一比例则是45%,另外的55％包括计算机、消费电子和工业仪器设备领域，各占三分之一左右。在中国市场，通讯领域领域的应用则高达70－80％，其它领域以工业设备为主。未来我们预计中国市场FPGA通讯应用的比例约在60％，同时我们希望努力增加数字消费电子的应用比例。”他说。
最后，梁乐观还介绍了业内对FPGA开发工具的关注和中国客户最关心的一些问题。他说：“工程师和系统开发商现在越来越重视FPGA工具的性能和工程师掌握应用工具的能力。”他进一步解释道：“今天的FPGA和以前编写少量代码就可以工作的PLD已经大相径庭，一些FPGA/SOPC产品的复杂性和能够实现的功能已经超过很多ASIC产品。如果注意到ASIC的开发工具通常需要专用工作站拥有的强大运算性能的支持，因此就不难理解现在FPGA的用户非常关心廉价的桌面PC系统能否胜任复杂、大容量FPGA的开发。”不过，梁乐观同时指出，尽管客户有这样的顾虑，但很多客户尤其是中国客户还是倾向于采用PC平台来开发FPGA产品：“另一方面，很多中国的开发商因为苦于缺乏ASIC的开发人才，同时不愿意投资昂贵的工作站，而对外包开发涉及的知识产权被滥用的可能则心存疑虑，他们因此还是更愿意使用基于PC的FPGA开发系统。” 他说

一声叹息

xilinx低成本系列的spartanIII已经采用90纳米生产工艺制造。

bravelu

但是目前sp3还没有量产，并不便宜，看样子要等明年了。

zhoujj

sopc会在某些应用领域取代asic吗？

zhuoyue

spartanIII要明年初吧！

一声叹息

我刚问过xilinx的代理，已经有两种型号量产了。
我想至少现在可以拿到工程样片了吧

tonyliu76

这是好久的消息了！