高端FPGA市場明爭暗斗 Altera為何選擇英特爾

高端FPGA市場明爭暗斗Altera為何選擇英特爾？雖然FPGA業(yè)的參與者“屈指可數(shù)”，但最近的兩則重磅消息在業(yè)界釋放其巨大的能量：由Altera前總裁加盟擔綱CEO的Achronix公司最近宣布開始交付基于英特爾22nm工藝開發(fā)的22nmSpeedster22i系列FPGA，直接劍指由Altera和Xilinx（賽靈思）等占據(jù)主角的高端FPGA市場；而近日Altera宣稱與英特爾就14nmTri-Gate工藝生產(chǎn)線合作，并宣稱是目前唯一采用這一先進工藝的FPGA廠家。Achronix作為新兵如何與老將對決？在與臺積電代工合作20年之后Altera為何選擇了英特爾？在工藝上選擇多家合作伙伴的Xilinx未來又將與誰共譜先進工藝“戀曲”？一連串動作不得不引發(fā)業(yè)界大猜想。Altera為何選擇英特爾？設計企業(yè)與代工廠合作多年之后不會輕易更換，因為這意味著要適應新的設計規(guī)則。這樣的過渡需要時間。Altera此舉也說明在代工市場上沒有常勝將軍。Altera與臺積電的合作已逾20年，并且一直只用臺積電（TSMC）一家代工廠。而FPGA另一巨頭Xilinx的代工合作伙伴則從聯(lián)電、東芝、三星到臺積電等都有涉足。此次Altera與臺積電“相愛”20年后轉(zhuǎn)投英特爾懷抱，采取雙代工模式，不禁讓業(yè)界質(zhì)疑其背后的緣由。根據(jù)業(yè)內(nèi)專家莫大康的分析，Altera宣稱與英特爾14nmTri-Gate工藝進行合作對臺積電的影響很大，表明臺積電在14nm工藝開發(fā)上遇到了“攔路虎”。英特爾的路線圖表明在2013年其14nm將研發(fā)成功，2014年底或者2015年就能量產(chǎn)。而臺積電的時間表是在2014年20nm量產(chǎn)，2015年導入FinFET工藝，研發(fā)16nm，所以真正量產(chǎn)16nm要到2016年或者2017年。再到攻克14nm，時間將更拖后。兩相比較，英特爾在14nm制程量產(chǎn)方面，至少領先臺積電3年以上。Altera等不及才下決心轉(zhuǎn)向英特爾。莫大康進一步分析說：“設計企業(yè)與代工廠合作多年之后不會輕易更換，因為這意味著要調(diào)整到另一種新的制程技術、適應新的設計規(guī)則。這種過渡需要時間。Altera此舉也說明在代工市場上沒有常勝將軍。”Altera國際市場部李儉表示，Altera選擇代工的原則是最優(yōu)化性價比，不只考慮半導體工藝，還包括工具、軟件支持、硬件開發(fā)難度等，因此Altera的中高端產(chǎn)品采用高性能工藝，低端產(chǎn)品則采用低功耗工藝。英特爾的14nm工藝技術在業(yè)界保持領先，借助英特爾垂直化的集成晶圓代工服務（包括晶圓加工、器件封裝、測試和量產(chǎn)器件質(zhì)量保障），將助力Altera的FPGA領先競爭對手。其實Altera與英特爾的淵源已久。除了代工關系，Altera和英特爾還有諸多其他合作。在2010年，兩家公司合作開發(fā)了英特爾Atom處理器E6x5C系列，在多芯片封裝中結(jié)合了E6x5C處理器和Altera的FPGA。當然，Altera也不會斷絕這么多年與臺積電的“深厚”情誼。Altera宣稱會繼續(xù)與臺積電合作，臺積電仍然是Altera關鍵的長期戰(zhàn)略合作伙伴，將在20nm以下工藝繼續(xù)合作?；蛟S這算是Altera多年合作之后的“關懷”之舉?？吹轿羧彰擞殉蔀椤皩κ帧钡摹白腺e”，臺積電難免“五味雜陳”。而在是否考慮其他代工伙伴方面，Altera的答復是：一直在評估來自多家供應商，以及不斷發(fā)展的工藝技術，觀察相關技術能否應用于Altera未來的產(chǎn)品。除了工藝技術，Altera還關注封裝供應商、基底供應商以及測試供應商，以評估是否需要他們的技術。無論如何，在最先進工藝開發(fā)方面，Altera走在了業(yè)界前列。放眼望去，目前14nm工藝最為成熟的非英特爾莫屬，臺積電、三星、特許等代工巨頭要在這一工藝上爭取更多合作伙伴，還需加快追趕的步伐。高端FPGA市場格局如何演變？Achronix最先推出性價比更優(yōu)的22nmFPGA產(chǎn)品，在高端FPGA市場能否有所作為，關鍵要看Altera和Xilinx宣稱的20nmFPGA何時能提供樣片，量產(chǎn)進度如何。Achronix公司22nmSpeedster22i系列FPGA目前已可向客戶交付工程樣片，Achronix公司總裁兼首席執(zhí)行官RobertBlake也直言Achronix直接劍指高端FPGA市場。據(jù)統(tǒng)計到2014年，全球高端FPGA市場規(guī)模至少達到30億美元，ASSP和ASIC市場規(guī)模在110億美元左右，高端FPGA需求十分可觀。Achronix選擇這塊一直由Xilinx和Altera把持的“難啃的骨頭”的信心來自何方？RobertBlake在接受《中國電子報》記者電話采訪時指出，由于采用英特爾22nm3DTri-Gate晶體管技術，不僅其產(chǎn)品的功耗和成本是主要競爭對手28nm器件的一半，而且是業(yè)內(nèi)唯一內(nèi)嵌10G/40G/100G以太網(wǎng)MAC、100GbpsInterlaken、PCIExpressGen1/2/3和2.133GbpsDDR3控制器硬核IP的FPGA器件。RobertBlake解釋說，在競爭對手的FPGA產(chǎn)品中，這些功能都由軟件IP來實現(xiàn)，這需要額外的幾萬甚至幾十萬個額外的LUTs（查找表），也為FPGA設計增加了大量的成本和功耗。此外，嵌入式硬核IP還消除了采購、集成和測試這些功能相應的軟核IP成本。并且，隨著客戶越來越關注設計效率，Speedster22iFPGA的HD（高容量）和HP（高性能）兩大系列都能提供功能強大且可靠的ACE設計軟件4.2版本支持，對曾經(jīng)使用過構建于Eclipse平臺的其他任何設計工具的工程師都簡單易學。目前其ACE4.2已經(jīng)有超過500個授權方使用，并支持Windows和Linux兩個版本。雖然是FPGA業(yè)界的后起之秀，但Achronix也在加快排兵部陣。RobertBlake說：“Speedster22iFPGA主要針對通信、測試和高性能計算等應用，今年銷售預計在1億美元左右?！盧obertBlake還表示：“中國現(xiàn)已成為全球最大的高端FPGA市場，市場規(guī)模已經(jīng)超過日本、歐洲。Achronix目前在深圳已經(jīng)設立辦事處——亞克尼斯半導體技術有限公司，會有原廠FAE為中國客戶提供技術支持?！彪m然Achronix總裁對其與英特爾的關系諱莫如深，但其蟄伏多年之后一出手就定位高端，也不容小覷。盡管此時力量還略顯單薄，與FPGA巨頭Altera和Xilinx等相比還難以抗衡，但其最先推出性價比更優(yōu)的22nmFPGA產(chǎn)品，如果市場推廣、軟件開發(fā)、客戶合作、技術支持加速到位的話，還是能在高端FPGA市場有所作為的。關鍵就看Altera和Xilinx宣稱的20nmFPGA何時能提供樣片，量產(chǎn)進度如何了。李儉表示，在高端FPGA市場，比拼的不只是產(chǎn)品性價比，還取決于系統(tǒng)工程能力如開發(fā)工具、軟件支持、IP、硬件配套（如收發(fā)器等）。未來市場演變還有待時間檢驗。FPGA工藝競賽無休止？28nmFPGA還沒被市場徹底消化，65nm、40nmFPGA還在市場上大量應用，對14nm工藝的爭奪已拉開帷幕，讓人感慨FPGA市場的競爭需要“綜合型選手”。此前Xilinx宣稱與臺積電合作今年將要試產(chǎn)20nmFPGA，而且Altera和Xilinx都大力宣稱其20nmFPGA相比28nmFPGA有創(chuàng)新型表現(xiàn)。工藝一直是FPGA繞不過的“坎”。事實上，由于電路結(jié)構較為單純，F(xiàn)PGA一直都是率先采用先進制程的典范，這也是FPGA一直能有制程技術突破的主因。而采用更新的制程技術，也讓FPGA的功能不斷強化?；仡橣PGA從1990年代取代膠合邏輯元件，2000年代試圖取代ASIC、DSP等元件，到2010年代初正式跨入22nm，現(xiàn)在14nm工藝產(chǎn)品又即將浮出水面，讓人不得不感慨FPGA廠商的工藝升級壓力已如同“緊箍咒”一般，難以休止。而且，如今FPGA設計人員面臨的首要挑戰(zhàn)就是如何滿足功耗要求，隨著制造工藝從65nm到40nm，再發(fā)展到28nm、22nm、14nm，器件密度和性能提升顯著，而（靜態(tài)和動態(tài)）功耗增長很快，業(yè)內(nèi)對降低功耗的呼聲很高，而14nmTri-Gate工藝當仁不讓擔當“重任”。李儉介紹說，平面工藝在20nm節(jié)點即遇到瓶頸，因為功耗的問題沒法解決，而14nmTri-Gate技術產(chǎn)生的漏電流小，單位能耗有非常大的降低，這將成為未來FPGA廠商決勝的利器。從效果來看，20nmFPGA與28nmFPGA相比，功耗降低了60%，性能提升了50%;14nmFPGA與20nmFPGA相比，功耗又降低了50%?？梢哉f，F(xiàn)PGA工藝競賽已經(jīng)到了這一步，F(xiàn)PGA廠商都要思量是否有能力“接招”。RobertBlake也說，Achronix下一步在著力開發(fā)14nm工藝FPGA，以確保在競爭對手20nmFPGA出來后，我們?nèi)阅芾^續(xù)保持領先優(yōu)勢。Xilinx雖