很長一段時(shí)間以來，Lattice似乎都沒有推出主流FPGA市場的競品,，而國內(nèi)這幾年中低端FPGA產(chǎn)品陸續(xù)問世，甚至已經(jīng)來到28nm,。再加上獨(dú)立的FPGA廠商老大賽靈思，老二Altera已經(jīng)相繼被收購,，這也讓業(yè)界對老三Lattice的前景發(fā)展頗為關(guān)心,。但現(xiàn)在，Lattice帶著它“低功耗”標(biāo)簽的FPGA產(chǎn)品重新參與到主流FPGA競爭市場,，劍指AI,、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算,、汽車多個(gè)市場,。
將“低功耗”進(jìn)行到底
低功耗一直是Lattice FPGA產(chǎn)品的代名詞。本次,，Lattice推出的是CertusPro?-NX通用FPGA系列產(chǎn)品,，它基于Lattice Nexus技術(shù)平臺,，工藝依舊是28nm，定位在高級通用FPGA產(chǎn)品,。CertusPro-NX再次體現(xiàn)了Lattice對低功耗和創(chuàng)新的詮釋,。
據(jù)萊迪思半導(dǎo)體亞太區(qū)總裁徐宏來介紹，CertusPro-NX這個(gè)產(chǎn)品是在上海設(shè)計(jì)研發(fā)的,，我為此感到很自豪,。它也是Lattice參與競爭主流FPGA市場的一款產(chǎn)品。憑借一如既往的低功耗,，我們希望它能夠更好地服務(wù)于市場,，尤其是在AI、物聯(lián)網(wǎng),、邊緣計(jì)算等汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。
新產(chǎn)品與同類FPGA相比,，不僅功耗效率得到大幅提高,，還在最小的封裝尺寸中提供了最高帶寬，且是同類產(chǎn)品中唯一支持LPDDR4外部存儲器的FPGA,。而Lattice的這款FPGA產(chǎn)品,，也是充分滿足了行業(yè)的四大趨勢：低功耗便于優(yōu)化散熱管理、接口帶寬更高便于快速傳輸數(shù)據(jù),、網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備的智能程度大幅提高和更多小尺寸的系統(tǒng)集成,。
話不多說，直接看萊迪思CertusPro-NX FPGA系列產(chǎn)品的主要特性：
它具有行業(yè)領(lǐng)先的功耗效率,，通過利用萊迪思在FPGA架構(gòu)方面的創(chuàng)新和低功耗FD-SOI制造工藝,，CertusPro-NX器件提供卓越的性能，同時(shí)功耗比同類競品FPGA低四倍,，如下圖所示,。
還有行業(yè)最高的系統(tǒng)帶寬，CertusPro-NX FPGA支持多達(dá)8個(gè)可編程SERDES通道,，速度高達(dá)10.3 Gbps,，提供同類產(chǎn)品中最高的系統(tǒng)帶寬，從而支持主流的通信和顯示接口,，如10 Gigabit Ethernet,、PCI Express、SLVS-EC,、CoaXPress和DisplayPort,。
同時(shí)，它還優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)邊緣處理能力,，為滿足網(wǎng)絡(luò)邊緣AI和機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用對穩(wěn)定的數(shù)據(jù)協(xié)處理的需求,，CertusPro-NX FPGA的片上存儲器容量比同類其他FPGA高達(dá)65%（如下圖）,。CertusPro-NX器件是目前唯一支持LPDDR4 DRAM存儲標(biāo)準(zhǔn)的低功耗FPGA，而由于LPDDR4 DRAM已成為未來主流趨勢,，因此成為該器件的首選,。
更值得一提的是，CertusPro-NX FPGA具有同類產(chǎn)品中最小的尺寸,，它的設(shè)計(jì)面積僅為81mm2,，比競品器件小6.5倍。對于工業(yè)攝像頭或通信系統(tǒng)中使用的SFP模塊的開發(fā)人員來說,，小尺寸是一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)考慮因素,。此外，CertusPro-NX FPGA支持多達(dá)100K邏輯單元,，是目前所有基于Nexus的FPGA中邏輯密度最高的器件,。
因?yàn)樗闇?zhǔn)的是汽車、工業(yè)和通信等領(lǐng)域,，這些關(guān)鍵型應(yīng)用必須有高的可靠性,，實(shí)現(xiàn)可預(yù)測的性能并確保用戶安全。由于萊迪思Nexus技術(shù)平臺的創(chuàng)新,，CertusPro-NX器件抗軟錯(cuò)誤能力提高了100倍,。
在基于這樣芯片基礎(chǔ)之上，Lattice也相應(yīng)提供了不同的方案集合,，包括以下三個(gè)方面：sensAI（低功耗網(wǎng)絡(luò)邊緣AI）,、mVision（低功耗嵌入式視覺）和Automate（加速工廠自動化）。
據(jù)萊迪思半導(dǎo)體現(xiàn)場技術(shù)支持總監(jiān)蒲小雙介紹,，在器件的基本參數(shù)方面,，邏輯單元的密度除了96K還有52K。傳統(tǒng)的EBR（嵌入式memory）可以達(dá)3.7Mb,，還有大型RAM也能到3.6Mb,，18×18的DSP個(gè)數(shù)也可以達(dá)156個(gè)，PLL可以達(dá)4個(gè),。另外在硬核模塊上,，可以使10GE PCS、PCIe,、還有千兆以太網(wǎng)的SGMII CDR,、ADC等在芯片里面以硬核模塊存在。
這款產(chǎn)品于明年的第二季度將投入量產(chǎn),，2021年12月底就會有工程樣片?，F(xiàn)在發(fā)布的Radiant3.0軟件已經(jīng)可以支持這款器件。
28nm之后，Lattice的謀劃
關(guān)于更先進(jìn)工藝的布局,，業(yè)界也一直很關(guān)心,。萊迪思半導(dǎo)體亞太區(qū)總裁徐宏來講到，28nm之后,，Lattice也在布局更先進(jìn)工藝的FPGA產(chǎn)品,。開放地看，F(xiàn)D-SOI確實(shí)會帶來功耗的降低,，但可能也有一些瓶頸,，格芯發(fā)展到22nm就沒有往下走下去了。我們在下一代產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)平臺,，既使用不同的工藝,，也會注重功耗的考量。同樣基于FD-SOI工藝,，在Nexus平臺,，未來我們還會推演出新的產(chǎn)品。
其實(shí)Lattice在過去一年多時(shí)間里,，在Nexus這個(gè)平臺,，基于FD-SOI平臺推出了很多不同的產(chǎn)品。其中,，包括在嵌入式視頻方面應(yīng)用比較多的CrossLink-NX、重新定義的Certus-NX,、去年Q4問世的基于安全的FPGA Mach-NX,、以及這次新推出的CertusPro-NX。
Lattice最近發(fā)布的產(chǎn)品,，尤其是基于28nm,，是注重性能和功耗的平衡。Lattice相信在邊緣端的計(jì)算,，對功耗還是很敏感,，因?yàn)楣牟粌H僅是待機(jī)時(shí)間的問題，也包括散熱,、電路板設(shè)計(jì)會帶來一些額外成本,。
不過在工藝的追逐上，徐宏來也表示,，先進(jìn)的制程確實(shí)可以帶來更多晶體管或者可以將更多的元件功能集成在一起,，如果要提升半導(dǎo)體器件的性能，必須往先進(jìn)的工藝上走,，但也要綜合考量,，要選擇合適的器件的工藝來優(yōu)化性價(jià)比。制程的選擇跟產(chǎn)品的晶體管規(guī)模有關(guān)，以一個(gè)100K的FPGA為例,，從整個(gè)性價(jià)比來講,，你沒必要用很高的制程，比如說16nm或者7nm制程,，因?yàn)槟愕膁ie size并不會隨著制程的先進(jìn)而縮小,，降低成本。尤其是先進(jìn)的工藝,，一套mask 10nm左右的幾千萬美金,，28nm的一套mask可能100萬美金都不到，當(dāng)然你的產(chǎn)出也不一樣,，對性能的要求也不一樣,，這是需要綜合考慮的。
當(dāng)下芯片的發(fā)展逐漸來到ASIC方向,，物聯(lián)網(wǎng),、汽車自動駕駛不同的應(yīng)用場景很多，光靠一個(gè)芯片主框架來支持已經(jīng)很難,，F(xiàn)PGA也有一定的短板,，對此，像賽靈思和英特爾都開始推出基于FPGA或者CPLD再加上ARM SoC的解決方案,，來適應(yīng)不同應(yīng)用或者是技術(shù)的趨勢要求,，這也拓展了FPGA的應(yīng)用領(lǐng)域以及它的競爭力。
“一旦某一個(gè)行業(yè)對產(chǎn)品能夠同質(zhì)化,，量又很大,，還是會走ASIC這條路，因?yàn)樗男詢r(jià)比更高,，也可以設(shè)更多的細(xì)分,，追求一些差異化,。對FPGA來說,，包括 ARM-based SOC來說也是應(yīng)該有很大的競爭優(yōu)勢,。但難是難在,，要開發(fā)FPGA相關(guān)的應(yīng)用有一些專門的技能或者要求,，這方面的投入也是很大的,?！毙旌陙碚劦?。但仁者見仁智者見智,，目前FPGA,、SoC、ASIC,、DSP,，正在處于百花齊放的狀態(tài)。
獨(dú)立FPGA的生存
現(xiàn)在，全球頂級的獨(dú)立的FPGA廠商賽靈思以及Altera已經(jīng)相繼被收購,，一時(shí)間,，獨(dú)立FPGA的前路廣泛受到業(yè)界關(guān)注。關(guān)于此,，徐宏來也告訴了半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者他的看法,，在他看來，不論是賽靈思還是Altera,，他們在中低端產(chǎn)品的布局早已完成,，需要往新的市場方向探索，例如云端的數(shù)據(jù)加速,、AI等,。單純從FPGA層面往數(shù)字加速發(fā)展可能會遇到一些技術(shù)的瓶頸，所以就必須與CPU和GPU結(jié)合在一塊,。這也是為何英特爾和AMD為何斥巨資去收購FPGA的前兩大巨頭,。
徐宏來也指出，Lattice將繼續(xù)定位在邊緣計(jì)算,、汽車或者工業(yè)等中小規(guī)模FPGA上的應(yīng)用,，專注于低功耗，不斷發(fā)展自己的業(yè)務(wù),，至于是否會有人收購Lattice,，不好說。
Lattice也在探索一些新的市場機(jī)會,，物聯(lián)網(wǎng)就是一個(gè),。徐宏來表示，物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),，紛繁復(fù)雜，這對FPGA來說也是一個(gè)機(jī)會,?？梢岳盟撵`活性，給客戶提供不同的有價(jià)值的解決方案,。但難點(diǎn)在于很多物聯(lián)網(wǎng)客戶對FPGA不熟悉,，需要我們提供大量的技術(shù)支持。業(yè)務(wù)量是不是能夠擴(kuò)展起來還有一定的不確定性,，這也是我們面臨一些挑戰(zhàn),。好處在于中國的客戶比較容易接受新的技術(shù)，這也給我們帶來很大的動力去跟本地客戶做一些這方面的合作,。
此外,，邊緣也可以利用AI的技術(shù)去做一些計(jì)算、數(shù)據(jù)處理。這個(gè)也是我們在準(zhǔn)備進(jìn)去的地方,，不過AI還是需要一定的客戶體驗(yàn)的提升,，這方面我相信FPGA可以起到一個(gè)先鋒開路的作用，F(xiàn)PGA作為可編程的邏輯器件,，一旦把一個(gè)方案固化以后,，可以用ASIC做到低成本或者性能優(yōu)化。邊緣端做AI,，F(xiàn)PGA還是有它一定的優(yōu)勢,。徐宏來認(rèn)為。
寫在最后
目前缺貨也波及到了FPGA行業(yè),，徐宏來也表示,，原來產(chǎn)品交期差不多一個(gè)季度，現(xiàn)在已經(jīng)翻倍了,，甚至有的翻了3倍,，Lattice也在努力擴(kuò)展產(chǎn)能，尤其是封裝這塊,。我們明年的訂單已經(jīng)拿到七八成,，供貨量正在不斷增長，汽車是我們重點(diǎn)發(fā)展的方向,，在供貨上也會給予更高的優(yōu)先級,。
