亮绝活 FPGA市场谁主沉浮？

无止境的带宽需求、无处不在的互联计算和势在必行的可编程技术驱动FPGA市场迅速发展，FPGA行业目前市场规模已达到50多亿美元，超过了一般半导体行业发展速度。未来其还将覆盖ASIC、ASSP以及嵌入市场，市场约100亿美元，潜力不可限量。下一个十年，FPGA将向更灵活、多重IP化、系统级芯片发展，FPGA将持续书写创新，在软硬件协同设计、工艺创新、集成创新的引领下实现更大的价值，甚至有人认为FPGA未来的前景会比MCU更美好。

"当你认为设计完美的时候，不是因为没有什么可以加，而是你不能再去除什么。"这话用在FPGA上是再合适不过了。从简单的逻辑集成到现在集成ARM核、DSP、模拟电路、存储器等无所不包的系统级集成，从纯硬件开发到可以用C、C++或System C来开发，从此前价格高昂到现在低成本低功耗，从工艺的跟随到成为先进工艺的引领和3D IC的成功，从传统的通信、工业和军工等应用向消费电子、医疗电子、汽车电子、嵌入式市场等扩展，FPGA成为扩充我们想像力的"先锋"。

如何把握未来市场，如何用新产品、新技术带给客户更多的价值，都是FPGA厂商需要做的功课。为此，我们采访了业内主要厂商赛灵思、Altera、莱迪思，制作了这个专题，方便广大网友更迅速、更全面地了解FPGA行情动态及发展趋势。

FPGA一直走在半导体工艺领先的前列，当前集成度大幅提升，DSP、收发器等功能模块更上台阶，通过集成ARM核来拓展嵌入式市场，加速取代ASIC/ASSP;但是成本、功耗、器件利用率等仍是FPGA发展的强劲阻力。

虽然FPGA行业的参与者屈指可数，竞争却尤为精彩。作为行业领先者的Xilinx和Altera之间的较量从未停歇，近来这种斗争大有从之前的剑拔弩张转变为以既有优势为基础，固守疆域，进而转化为更大的研发能量的趋势;Lattice和Microsemi也针对中低密度市场展开博弈;后起之秀Achronix定位高端通信市场，积极抢攻FPGA市占。我们除了关心谁更胜一筹以外，更关注整体的竞争氛围如何带动大市场的进步，从而为工程师带来更完善的FPGA产品。

两强相争，赛灵思与Altera的双强拉锯战

作为可编程逻辑器件领域的两大霸主，赛灵思与Altera实力旗鼓相当，竞争愈演愈烈。在这场拉锯战中我们看到的不是你死我活局面，而是一种你追我赶的劲头，正是由于这种良性的竞争发展，才带动了整个行业的前进。

在工艺制程提升与构架创新方面双方不断突破，各有千秋。赛灵思在3D IC， SoC 均保持领先一年到一年半的时间优势， SoC增强型工具套件更是FPGA架构的突破。今年7月赛灵思宣布投片半导体界首个20nm器件同时也是PLD行业的第一个20nm的All Programmable器件，最新行业首个ASIC级可编程构架UltraScale，采用了一种更智能的布线方式，器件利用率可达到90%，且不降低性能或增加系统时延。并与TSMC合作为业界打造具备最快上市、最高性能优势的16nm FinFET FPGA产品。Altera将在下一代高端旗舰系列中采用的英特尔14nm FinFET工艺，这也是目前唯一可实现微缩先前节点的制程工艺，可在更低的功耗水平上显著提供更高性能。此外Altera Stratix 10 系列还拥有增强的高性能构架，可提供相当于目前28nm高端系列2倍的性能优势，可根据客户需求降低性能，并实现高达70%的功耗节约。

工具软件对于充分发挥FPGA的功能、帮助设计人员迅速实现设计、评估和生产具有重要作用，因此也成为双强的必争地，并在原有软件基础上不断推陈出新，力求最大竞争力。Altera的Quartus II软件可提供业内最高的编译次数，可使客户更快地设计他们的FPGA和收敛。并为Quartus II构建的一些以生产率为中心的特性包括快速重新编译、增量编译和以团队为基础的设计。这些特性与软件的先进综合引擎相结合，帮助设计团队共同有效和快速地完成他们的设计。赛灵思的Vivado设计套件不仅可支持大型设计的开发，同时还能把生产力提升4倍，以便将此类大型设计迅速投产。Vivado平台提供的众多强大支持包括支持系统级的抽象、基于模型的编程、基于行为的编程以及IP提取和复用，通过增加自动化抽象所有硬件，这是为完全可编程器件提供的一种完全可编程的抽象。

争抢中低市场，Lattice与Microsemi各出奇招

在高端FPGA市场打的热火朝天之际，定位中低密度市场的Lattice和Microsemi也没有闲着。前不久双方分别都和富昌电子签订了分销协议，欲在中低端安防市场展开博弈。

在工艺制程竞赛中Lattice显得格外"淡定"，目前仍然主要提供130nm、90nm、65nm、和40nm工艺技术的器件。与依靠最高性能、最大的FPGA来竞争的厂商不同，Lattice则服务于移动设备类消费电子产品等需要非常低成本和功耗的应用领域，这类客户不是太关心是使用的哪一代的制程工艺。Lattice所有的开发套件都是专门设计，功耗是其主要关注的一个方面，除了提供工具让设计人员能够准确地预测和测量器件的功耗，同时也正在开发先进的工具，大幅降低和控制功耗。最近推出的iCEstick评估套件帮助迅速评估和开发基于Lattice iCE40 mobileFPGA系列的移动解决方案。

Microsemi的重点是成本优化市场，推出的SmartFusion2系列架构基于非易失性、即时上电Flash技术，可以在系统管理应用中省去伴随FPGA的CPLD。在专注成本优化的同时部署先进的工艺技术，Microsemi已经与英特尔签署了一项提供基于ASIC解决方案的协议，使用英特尔的22nm 3D Tri-Gate晶体管技术，使Microsemi成为同时可以提供较低端成本优化可编程逻辑，又具备高端AISC能力的半导体供应商。力求在成本优化的FPGA市场中实现最高集成度。

剑指高端市场，后起之秀Achronix攻势凌厉

在FPGA领域，Achronix算是新一代，要在市场上获得胜出机会关键在于找到自己"最适合做什么"。基于这一思想，Achronix把目标放在更高性能需求的FPGA领域，力求差异化发展。

采用英特尔22纳米3D Tri-Gate晶体管技术， Achronix Speedster22i系列号称功耗是竞争对手同类器件的一半，主要针对通信、测试和高性能计算等应用。

而在高端FPGA市场比拼的不只是产品性价比，还取决于系统工程能力如开发工具、软件支持、IP、硬件配套等。再加上与英特尔合作刚有眉目的时候Altera也参与进来，一定程度上削弱了Achronix的杀手锏力量，因此日后发展如何还有待检验。

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虽然FPGA的玩家并不多，但是在如何保持工艺技术领先、满足不同客户的需求、拓展未来市场方面都是有备而来。

单纯靠工艺进步来提升FPGA性能已成"过去时"，赛灵思在工艺持续领先的同时，利用架构的创新把FPGA取代ASIC 和ASSP的进程推向了全新的境界。2013年7月，赛灵思宣布投片半导体界首个20nm器件同时也是PLD行业的第一个20nm的All Programmable器件，更实现了业界首款被称为UltraScale 的ASIC级可编程架构。赛灵思和TSMC已经组成一支团队，联合优化FinFET工艺，打造拥有最快上市、最高性能优势的FPGA器件

对于14nm，Altera可谓信心十足。Patrick Dorsey表示："Altera是可以使用英特尔14纳米三栅极工艺的唯一主要FPGA提供商，这意味着在高端FPGA市场，没有其他主要的FPGA提供商能够在功耗、性能和集成度方面进行竞争。英特尔的14纳米三栅极是唯一真正可实现微缩先前节点的制程工艺。"

莱迪思没有加入FPGA厂商的工艺技术竞赛。Brent Przybus表示：莱迪思并不是靠拥有最高性能、最大的FPGA来竞争。恰恰相反，我们服务于完全不同的应用领域和市场，如移动设备类消费电子产品，它们需要非常低的成本和功耗。事实上，大多数的客户不是太关心使用的是哪一代的制程工艺。

无论怎样出招，归根结底就是要用新产品、新技术带给客户更多的价值。因为客户不在意是什么工艺，而是更加关心能够降低多少功耗、增加什么性能、减少多少投入、提高多少开发易用性、缩短多少上市时间。

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杨飞
赛灵思公司亚太区销售与市场副总裁

组合出击赛灵思转型Smarter Solution供应商

随着FPGA步入28nm行列，不仅加速取代ASIC和ASSP，而且通过更多的集成与融合，打通了系统的"关节"。FPGA巨头赛灵思的All Programmable FPGA、3D IC和SoC在28nm节点达到一个临界阈值，这个阈值标志着配备合适的IP和软件，FPGA无论从规模还是速度方面均已经成为系统的核心。