可程序逻辑组件的技术趋势及市场应用(转载) 点击:0 | 回复:0



汇尼克

    
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发表于:2003-09-27 16:26:00
楼主
随着IC零组件市场形态改变,连带使得IC研发、制造都有不同于过往的发展。在各种产业演变中,可程序逻辑组件也受到极为明显影响,不仅功能持续提升,应用范围也日趋广泛。本文将从各种面向,探讨可程序逻辑组件的技术趋势和市场应用,以及未来可能的变化方向。 消费性产品加速推动PLD景气 虽然包括PLD/CPLD/FPGA等可程序逻辑组件,在2001年时都受网络泡沫化的影响,让相关厂商承受了不小的营运考验,不过自从2002年开始,有许多消费性产品逐渐兴起,取代了通讯市场衰退所带来的需求萎缩状况;在经过两年多的时间考验后,可程序逻辑组件市场又再度启动,在消费性产品讲求变化多端、小量多样、快速反应市场需求等特色下,恰好让符合此应用型态的可程序逻辑组件得以大展身手。根据市场研究机构预估,2002年至2006年PLD的市场复合成长率(GAGR)高达24.3%,成为半导体组件市场中的闪亮之星。 目前全球有十多家Design House从事可程序逻辑组件开发及销售,包括Altera、Xilinx、Lattice、Actel、QuickLogic、ATMEL等,其中以Altera和Xilinx两家厂商在FPGA领域中享有较高的市场占有率;另外,在CPLD方面,则由Altera与Lattice分食市场大饼;虽然目前此领域可说是由少数业者寡占的态势,但其它厂商也不甘示弱,将持续推出更具竞争力的产品,夺取可程序逻辑组件的市场商机。 PLD市场摆脱低潮期 对于今年可程序逻辑组件的市场看法,Altera亚太区市场总监梁乐观认为,由于受到网络泡沫化影响甚深,去年度对于PLD组件销售而言可说是相当不景气,不过展望今年PLD市场将比去年表现更好,其最主要原因就是以往Focus在网络通讯领域的FPGA,其应用面已经转向消费性产品;在网通保持平衡及消费性产品同时成长的刺激下,今年PLD整体市场可望摆脱去年的低潮。 在PLD市场复苏下,Altera对于产品的发展策略则更为弹性化。梁乐观表示,在该公司的产品发展策略中,将逐渐朝向客制化的角度,以更符合市场的需求。以Altera在去年底所推出的Cyclone FPGA为例,就是结合众多客户提议而特别量身打造设计出来的,以轻简且重点式的特色因应消费性、通讯以及产业应用面的各种需求。 FPGA往先进制程推进 对于半导体产业技术的推动,事实上FPGA的功劳是很大的,由于FPGA组件多应用于高度整合技术,甚至内含高达百万逻辑闸等能力,在先进制程中的IC设计环节上具有相当重要的地位,所以各FPGA厂商必须要持续研发更先进的制程技术,以达到IC设计者的设计环境,进一步达到ASIC/SoC的境界;这样也可证明厂商在FPGA的领先地位,这就是Altera及Xilinx两大厂总是相互叫阵的原因。 FPGA的技术也与公司的获利能力有绝大关系,Xillinx台湾分公司总经理赖炫州分析,FPGA市场比的就是技术能力,要持续往更先进的制程开发,才能保有竞争力,不然就只会永远落后于其它竞争者,无法抢得市场的绝大商机。由于Xilinx技术不断推进,赖炫洲指出,该公司在先进制程的产品比重相当高,在高阶产品的市占率更高达90%以上,这与其它同业相较确实高出许多。 Xilinx表示,该公司与联电在90nm生产技术上的投资,可将百万逻辑闸FPGA的售价降低至最低,并提供比其它竞争对手节省35%以上成本的解决方案。更小的晶粒面积让每个晶圆的产出组件数量增加,提高组件密度与产量,进而降低整体生产成本。Xilinx总裁兼执行长Wim Roelandts日前表示,今年Xilinx在联电Fab 12A的12吋晶圆厂中,已完成许多技术上的突破,让该公司的FPGA可达到90%的良率。以联电最先进的90nm制程,Xilinx将在FPGA的市场中,提供客户更具竞争力的价格/效能比,为可编程逻辑组件拓展全新的市场。 另一方面,Altera也表示,该公司与台湾晶圆厂台积电合作0.13μm以下先进制程,并成功将该公司FPGA组件以0.13μm进行量产,成为目前业界唯一以0.13μm技术开始量产的厂商。Altera产品销售副总裁Tim Colleran表示,台积电0.13μm制程上产量的提高,结合Altera技术,完全能够满足客户对Stratix EP1S80组件的强劲需求。EP1S80组件具有79,040个逻辑单元(Logic Elements,LE),7.2Mbit的嵌入式RAM和1,238个用户I/O,比其它竞争组件提供更多的内存空间、I/O管脚和更强大的数字讯号处理能力。 梁乐观表示,该公司从2001年12月开始对高密度FPGA(High-Density FPGAs)APEX II EP2A70进行出货,而Stratix GX也历经了12个月在0.13μm制程上进行量产,在过去的9个月间Altera发布了3个产品系列及10款新产品。在Stratix系列6款产品推出后,接着又以两款低价的Cyclone组件系列和两款Stratix GX收发器系列产品,来满足市场对于FPGA组件的需要。 继Xilinx及Altera后,Actel日前决定将ProASIC(PLUS) 产品向下延伸,推出价格更低于Altera Cyclone的ProASIC(PLUS) APA075产品,并且开始提供TQFP144及QFP208包装的产品,至于TQFP100的包装也于去年底开始交货,据了解,平均每1万个逻辑闸成本将降至1美元,远低于目前FPGA的行情。 低价抢单为近期特色 面对目前市场景气不佳之际,为了巩固客户甚至抢夺其它同业的订单,最快最直接的方式不外乎「低价抢单」,当然,这点在FPGA身上也是有同样的情况,无论是Altera、Xilinx、Actel,甚至致力于CPLD的Lattice,都加入杀价血拼的战场中。 赖炫州表示,Xilinx宣布推出的Spartan系列FPGA,可支持高达4万个系统闸的高阶ASIC应用。此项新品首度以ASIC价格,结合了芯片内存(on-chip RAM)、高效能和超强核心方案支持。为满足4万系统闸以下的高量ASIC应用,初期将供应5伏特版本产品,并且是以0.5μm技术为基础。 Xilinx表示,此Spartan系列芯片面积比其它芯片小29~45%。Spartan以密度计算,占门阵列设计一半,以管脚数目计算,则占三分之二。Spartan可用于打印机、网络及计算机插入卡、高频解调器、视讯游戏、卫星电视译码器、数字影像广播及磁盘等等。 在Altera方面,梁乐观指出,该公司从2001年12月开始对高密度FPGA(High-Density FPGAs)APEX II 及2002第四季推出的Stratix GX展开各项行销动作。为达到全方位布局目的,Altera在Stratix系列6款产品推出后,接着又以两款低价的Cyclone组件系列和两款Stratix GX收发器系列产品,来满足客户对于低价FPGA组件的需求。 Altera的目标是使Cyclone产品的价格能够满足大量生产要求,因此,在Statix系列的基础上进行了最佳化。Altera表示,Cyclone在消费电子市场的优势非常明显,在制程上,Cyclone采用0.13μm技术,锁定视讯转换盒市场的EP1C3售价仅为5美元,产品开发周期仅3个月,而且系统可以重新配置。 继Xilinx及Altera分别喊出超低价的FPGA抢攻量产型FPGA市场后,Actel日前决定将 ProASIC(PLUS) 产品向下延伸,并打算推出价格更低于前述两家公司相同等级的产品;Actel公司TQFP100封装的产品于2002年底开始交货,据了解,此系列产品平均每1万个逻辑闸将降至1美元,远低于目前FPGA的行情。 综合上述FPGA各家厂商的观点,与ASIC相较之下,目前ASIC产品的制程水平为0.25μm,价格约为4.5美元,然而在FPGA厂商不断推出低价组件,一来抢占ASIC市场,二来又可增加本身的获利能力。虽然ASIC组件价格比FPGA来的便宜,但厂商必须支付巨额的NRE费用,同时ASIC的开发周期要比可程序逻辑组件更长,如此算一算,FPGA的竞争优势并不亚于ASIC组件。 CPLD积极进入战场 对于CPLD组件方面,除了与FPGA在制程技术有所差异外,由于CPLD产品精简,产品单价偏低,所以可程序组件商一开始对CPLD并不太重视。但由于受到景气影响,再加上许多中小企业所使用的可程序组件,仅需要CPLD就可快速达成目标,又可节省成本,因此CPLD对于原厂而言,可说是抢食高阶产品后,再回头攻打的组件市场。 在CPLD的市场发展方面,事实上Altera一直拥有极高的领导地位,Altera台湾区销售经理吴明勋表示,就Altera在2002年整年的出货比重而言,CPLD与FPGA可谓平分秋色,达到50%:50%的比重,同时该公司也是CPLD市场的领先者。Altera的CPLD产品有Max 3000A CPLD,以及效能较高的Max 7000,提供客户在不同的设计环境下多一种的组件选择。 在台湾CPLD市场占有相当优势的Lattice表示,该公司去年底推出4000系列(ispMACH 4000)的CPLD组件,而该系列也是今年在台湾市场持续发展的主力产品。Lattice指出,由于台湾市场对于Desi


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