FPGA两大巨头新一轮工艺之战吹响

就在赛灵思宣布推出其终极系统集成平台Virtex-5 FXT FPGA仅一个多月之际，另一巨头Altera也发布了其高端FPGA Stratix的第四代产品Stratix IV。与Virtex-5 FXT沿用65nm工艺不同，Stratix IV则是业界首款40nm产品。有趣的是，这两家公司都在强调各自新产品的“领先性能”。赛灵思高性能产品部产品营销总监Chuck Tralka对其产品的定义是，“高端产品线Virtex-5实际上领导了国际半导体技术发展的路线图”，而Altera资深市场副总裁Jordan S.Plofsky则表示，“Altera 40nm FPGA领先了业界半步之快”。显然，这两家公司都在试图说服业界各自产品顶级性能的唯一性。 产品之争 上述两家公司拥有旗鼓相当的产品线，他们还对各自产品的市场表现发表了完全不同的观点。赛灵思高性能产品部产品营销总监Chuck Tralka表示，“作为行业的领导者，赛灵思适时的推出了适当的技术，所以我们在FPGA市场中比竞争对手的市场份额超出了一倍”。他举了65nm产品为例子，“竞争对手2006才刚开始推出90nm产品，而赛灵思已经开始了65nm产品的历程，我们领先了15个月。在65nm产品市场，我们的市场份额达到了98%。在高端FPGA市场，赛灵思也已经占有了2/3的市场”。

Jordan S.Plofsky：基于我们和TSMC之间15年的合作，我们有理由相信40nm是成熟稳定的工艺。

毫无疑问，这一说法不会得到Altera的认同，该公司资深市场副总裁Jordan S.Plofsky指出，“从市场占有率角度来看，竞争对手称占有2/3的市场意义不大。因为Altera的65nm CycloneIII 低成本产品占据了100%的市场。追溯到历史产品，在130nm，我们和对手平分秋色，而在90nm、65nm，以及45nm市场，我相信仍将保持这个局面。” 而此次这两家公司高端产品的相继推出，无疑又给原本就竞争异常激烈的局面涂上了一笔重彩。赛灵思指出，FXT的发布意味着65nm Virtex-5系列的四款领域优化的FPGA平台已经全部推出。该公司称，Virtex-5是第一个充分发挥了65nm工艺性能、密度和成本优势的FPGA系列产品，与其前一代90nm FPGA相比，Virtex-5的速度平均提高了30%，逻辑容量增加了65%。 赛灵思始终强调的是该产品的高性能。据介绍，FXT平台提供了2个业界标准的PowerPC 440处理器模块。每个处理器集成了32KB指令和32KB 数据缓存，在550MHz时钟频率下，可以提供的性能为1,100DMIPS。此外，FXT还集成了可支持500Mbps至6.5Gbps的数据传输速率的RocketIO GTX收发器。 与其相似，Altera关注的也是高密度高性能低功耗三者的结合。作为业界首款40nm FPGA产品，Stratix IV 包括两个型号，增强型具有丰富的存储器和数字信号处理资源(Stratix IV E FPGA)，以及带有收发器的增强型(Stratix IV GX FPGA)。该公司称，Stratix IV实现的是性能的“AND”而不是“OR”。据介绍，Stratix IV有680K逻辑单元，比其Stratix III高了2倍，是目前市场上密度最大的FPGA。带有48个收发器的Stratix IV GX可以工作在8.5 Gbps。Stratix IV同样采用了Altera专利的可编程低功耗技术，根据性能高低实行逻辑分层，降低系统总功耗达50%。 Stratix IV GX FPGA还为PCI Express(PCIe) Gen 1和2提供硬核知识产权(IP)支持，并支持多种协议，包括Serial RapidIO、XAUI(包括DDR XAUI)、CPRI(包括6G CPRI)、CEI 6G、Interlaken和以太网等。 与Stratix IV一同发布的还包括40nm的Hardcopy IV ASIC系列。在该系列产品中，Altera首次提供了基于收发器的ASIC选择。“显然，这对于占据了FPGA 45%的市场收入的通信领域来说，是一个好消息。”Gartner的一位分析师指出，“这会帮助Altera在通信市场取得更大的胜利。”据介绍，HardCopy IV ASIC系列在密度上和Stratix IV器件等价，具有1,330万逻辑门。 工艺技术之争 除了难分伯仲的产品线，这两家公司在工艺技术上的较量也从来没有停止过。在65nmFPGA推出时间落后于竞争对手的Altera显然并不愿意看到历史重演，其率先在业界推出了40nm 产品就是一个很好的佐证。在TSMC 3月24日宣布推出40nm工艺技术的两个月之后，Altera 40nm FPGA正式推出。Plofsky表示，这种快速的响应则源于Altera与TSMC15年的良好合作。他透露，早在2006年，Altera就已经与TSMC开始了40nm工艺产品的开发合作。并且还与TSMC共同成立了11个研发团队。此次40nm工艺就采用了193nm浸没式光刻，极低k材料，应变硅技术以及增强的测试芯片方法。“不得不承认，40nm技术确实是推动了技术的发展，相比45nm，它集成的晶体管数量增加了17%，对65nm而言，则是其2.3倍。”Plofsky说道。 赛灵思则似乎并不原意讨论下一代工艺节点的计划，仍然认为65nm是目前主流的工艺技术。“65nm技术是目前低风险的稳定技术，2008年适当的技术就是65nm。”该公司的Chuck Tralka表示，虽然赛灵思的下一代产品也将是45nm，但就目前而言，45nm仍然面临许多新的挑战，如沉浸光刻技术；高级高K门电介质应变技术，减少印刷模式变异的复杂可制造设计工艺，性能和功耗间对立力量的基本权衡，高级封装模拟和特性确保最佳功耗完整性等等都需进一步解决。基于上述考虑，“对于2008年的FPGA市场而言，45nm将是一个高风险的产品”，他说道，“生产设备的可靠性和精密度，重大的芯片/器件模型匹配，高冲模不良率，覆盖统计变化的制程边界数据的缺失等一系列问题都给45nm工艺带来了高风险”。 虽然目前来看，赛灵思对45nm还持有谨慎的态度，但该公司也表示，下一代产品将是45nm产品。并且其合作伙伴台联电(UMC)也在一次会议上表示期望在今年年末交付其首批40/45nm晶圆。而该公司另一个合作伙伴Toshiba也声称45nm工艺已经在逻辑产品阶段。 事实上，去年年底，Altera就传出消息，将在2008年推出45nm产品，但此次推出的则是更领先一步的40nm产品。对此，Plofsky解释道，开发40nm产品的协议是由TSMC和Altera的高级管理层达成的。40nm产品的正式推出时间应该是在2008年年底。“我们希望将45nm作为一个竞争优势，但实际上我们一直在40nm层面上进行开发。你知道，我们不能领先TSMC宣布推出40nm产品，因此，当TSMC3月宣布了40nm制程的推出，我们的40nm产品的推出也就水到渠成了。”他补充道。