《電子技術應用》
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Altera:搶占FPGA工藝制程高地

2008-08-06
作者:趙艷秋

?? 基于Altera公司40nm" title="40nm">40nm工藝的StratixⅣ系列FPGA與HardCopy Ⅳ系列ASIC相結合,使得器件兼具FPGA和ASIC的優勢。

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?? 自半導體芯片制造技術從“亞微米時代”跨入“納米時代”之后,集成電路的特征尺寸繼續沿著“摩爾定律”的指引,由90nm節點過渡到65nm" title="65nm">65nm節點,并于2007年進一步升級到45nm" title="45nm">45nm節點。特征尺寸的縮減意味著器件性能的大幅提升,這正是半導體業者孜孜以求的目標。


??? 40納米產品將如期推出


??? 2007年,45nm產品正式投入商用,其工藝技術已經日漸成熟。據Cadence公司透露,目前已有至少15種基于45nm工藝的產品通過了tapeout(產品定案)階段。2008年下半年,TSMC(臺積電)的40nm低功耗制程技術也將發布。TSMC相關負責人在接受《中國電子報》記者采訪時表示,通過TSMC的設計參考流程9.0版,芯片設計人員" title="設計人員">設計人員可以很方便地將45nm設計過渡到40nm;目前,TSMC40nm的研發正在按照預定計劃進行,與客戶的合作也進展得十分順利。

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??? 2008年5月20日,Altera公司向業界發布了全球首款采用40nm工藝的FPGA(現場可編程邏輯器件)和ASIC(專用集成電路),即Stratix ⅣFPGA系列和HardCopy Ⅳ FPGA系列。該公司資深市場副總裁JordanPlofsky告訴本報記者,Altera與TSMC之間的合作關系已長達15年,并從2006年開始了上述產品的合作研發,兩家公司成立了11個技術團隊,合作開發了很多有意義的技術。

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??? 從今年5月起,設計人員就可以使用Altera的QuartusII軟件8.0開始StratixIVFPGA的設計。Altera公司總裁、CEO兼董事長JohnDaane表示,Altera將遵循既定的計劃于2008年第四季度提供StratixⅣ器件系列第一個型號的工程樣片,HardCopyIVASIC也將于2009年第三季度開始接受客戶投片。


??? 性能功耗成本俱獲優化


??? 就開發成本而言,40nmFPGA產品的出現對至今仍從事ASIC設計的公司而言不啻為一個福音。據測算,在65nm工藝節點,ASIC產品的NRE(一次性工程費用)成本約為200萬美元,而升級到40nm工藝之后,這一數據將增至400萬美元,而利用FPGA進行40nm產品的設計,其NRE成本僅為40萬美元。

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??? 在性能和功耗方面,40nmFPGA產品也得到了明顯的優化。據JordanPlofsky介紹,Stratix Ⅳ系列FPGA的邏輯單元" title="邏輯單元">邏輯單元數達到68萬,是現有產品邏輯單元的兩倍;其DSP模塊采取并行體系結構,具有1360個550MHz的嵌入式18×18乘法器,同時600MHz嵌入式存儲器容量也達到22.4Mbit,其速率也比最接近的競爭器件快35%,相當于領先兩個速率等級;與競爭產品相比,Stratix Ⅳ系列FPGA的功耗降低了50%,并且,將設計從Stratix ⅣFPGA移植到HardCopyⅣ ASIC之后,功耗還將進一步降低50%以上。

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??? 正如GiDEL公司創立人兼技術總監ReuvenWeintraub所言,基于40nm工藝的Stratix ⅣFPGA系列的推出,將使GiDEL繼續在高性能計算系統應用中發揮Altera產品的性能、密度和功耗優勢。

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??? 與ASIC相比,通常FPGA的優點是設計周期短,研發成本低,缺點是功耗偏高,管芯尺寸較大。而基于40nm工藝的Stratix Ⅳ系列FPGA與HardCopy Ⅳ系列ASIC相結合,使得器件兼具FPGA和ASIC的優勢。StratixIV系列器件采用了Altera獲得專利的可編

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??? 程功耗技術,降低了整體功耗。利用與StratixⅣ GXFPGA等價的收發器模塊和封裝以及引腳兼容性,HardCopyⅣ GX器件可以把嵌入式收發器ASIC設計的風險和總成本降到最低。


??? 創新能力增強企業競爭力


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??? 可見,產品檔次的提升與技術的不斷進步息息相關。Altera亞太區副總裁兼董事總經理ErhaanShaikh認為,創新是Altera的核心價值所在,也是Altera成為可編程和定制邏輯芯片解決方案領先供應商的關鍵。為能夠持續關注今后關鍵技術的發展,Altera在2007年成立了技術辦公室,其任務就是為Altera開發并維持戰略技術方向,確定有助于推動Altera發展的專門技術和技術組合,保證公司的競爭優勢?!拔覀兺ㄟ^產品的領先優勢為客戶提供優異的價值以及出眾的質量和服務實現創新。從1983年發明第一款可編程邏輯器件到成為最先推出40nm器件的可編程邏輯公司,我們一直在創新上遙遙領先,這些創新已經成為業界標準?!盓rhaanShaikh對本報記者表示,“在Altera,創新精神已經超越了技術和產品而延伸到業務過程的簡化和優化、供應鏈管理和優化,以及與客戶溝通等方方面面,公司的每一名員工都有責任在其專業領域實現創新?!?
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