《電子技術(shù)應(yīng)用》
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具成本效益的SoC是孵育創(chuàng)新的關(guān)鍵,,MPCF-II技術(shù)威力初現(xiàn)

2009-10-27
作者:來源:電子工程專輯
關(guān)鍵詞: PowerPC SOC MPCF-II FPGA ASIC

   芯片設(shè)計(jì)的乏善可陳導(dǎo)致創(chuàng)新的衰竭,。創(chuàng)新意味著必須涉足未知的風(fēng)險(xiǎn)。新事物得到嘗試,,并通過市場(chǎng)的孵育得以成長,,這是一個(gè)不斷進(jìn)化的過程。

 

   創(chuàng)新的產(chǎn)品是不會(huì)被大眾市場(chǎng)馬上接受的,。它們會(huì)被最初的采納者購買,,這些采納者的人數(shù)相比大眾來說是非常微小的。一個(gè)新產(chǎn)品要消耗成數(shù)百萬的芯片并賺取數(shù)百萬的美金是不太現(xiàn)實(shí)的,。在目前的形勢(shì)下,,建立一個(gè)這樣的風(fēng)險(xiǎn)公司是不可能的,。


   大量前期金錢投資的風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)完全由FPGA所克服,但必然面臨性能下降,、功耗升高和單位成本升高的折衷,。如果你購買十萬片F(xiàn)PGA,價(jià)錢會(huì)十分便宜,,但如果只買一萬片,,一顆20萬門的FPGA要花費(fèi)30美元,而同樣門數(shù)的微處理器只需3美元,。33美元的成本會(huì)給終端產(chǎn)品帶來132美元的價(jià)格提升(四倍),。高價(jià)格阻礙了產(chǎn)品的采納。


   另一個(gè)極端是e-beam ASIC,。與FPGA不同,,e-beam ASIC性能不錯(cuò)并能控制功耗,可與全定制的ASIC媲美,。與FPGA相同,,無需掩模花費(fèi),,每顆芯片由工廠的電子束編程,。然而,這種產(chǎn)品卻是“非一次性工程(no-NRE)”,。


   盡管對(duì)于e-beam ASIC來說沒有掩?;ㄙM(fèi),但I(xiàn)P是要錢的,。每個(gè)設(shè)計(jì)的ARM核IP,、AHB總線和APB總線會(huì)輕易花掉10萬美元。初創(chuàng)公司花在掩模上的費(fèi)用會(huì)轉(zhuǎn)嫁到授權(quán)費(fèi)用上面,。另外,,單個(gè)e-beam器件的費(fèi)用甚至比FPGA還高。分期清償?shù)氖跈?quán)費(fèi)用會(huì)讓每顆器件的花費(fèi)達(dá)到110到210美元,。這樣對(duì)終端產(chǎn)品帶來了440到640美元的成本提升,,初期采納者顯然會(huì)少得可憐。


   最佳的解決方案是讓一次性工程費(fèi)用盡量的低,,來降低創(chuàng)新的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn),,提供能培養(yǎng)初次采納者的低單位成本。第二代金屬可編程單元結(jié)構(gòu)(MPCF-II)技術(shù)通過提供比得上全定制標(biāo)準(zhǔn)ASIC的可觀的硅密度,,可保證單位的低成本,。采用這種技術(shù)生產(chǎn)的可定制化MCU可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)MCU的85%,而且沒有授權(quán)費(fèi)用,剩下的15%裸片可進(jìn)行定制,。


   因?yàn)榇蟛糠中酒穷A(yù)先定義好的,,該器件只需3層金屬線和3層過孔層進(jìn)行配置和布線,因此將掩模數(shù)從6個(gè)降低下來,,總的一次性費(fèi)用降低到7.5萬美元,。因?yàn)閷?duì)于ARM核、總線或其他IP沒有了授權(quán)費(fèi)用,,全部的投資相比非一次性的e-beam ASIC降低了30%,。


   這種MPCF技術(shù)的硅效率在10k批量可實(shí)現(xiàn)10美元的單位成本,在50k批量可實(shí)現(xiàn)5.5美元的單位成本,。在完全分期清償一次性費(fèi)用后,,10k批量的單位成本為17.5美元,50k批量的單位成本為7美元,。相比FPGA方案,,功耗降低了98%,而性能提升至8倍,。

 


   培育創(chuàng)新的唯一方法是給無晶圓IC設(shè)計(jì)公司提供開發(fā)的機(jī)會(huì),,和經(jīng)過市場(chǎng)檢驗(yàn)的、具備成本效益的,、前沿的產(chǎn)品,,讓初次采納者的人數(shù)達(dá)到可觀的數(shù)量。終端產(chǎn)品的硅密度降低,,價(jià)格從100美元降低到40或60美元,,將提升初期采納的機(jī)會(huì)并助力創(chuàng)新循環(huán)的持續(xù)。

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