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