每年的Globalpress電子峰會已成為展示新產品和先進設計理念的平臺。2011年的峰會上,3D-IC、功率分析EDA工具、可替代銅線的封裝內光電接口等全新技術吸引了眾多目光,而半導體也由此賦予每個人改變世界的力量。
殺手應用的“原子結構”
2011年的市場由多個“殺手級應用”驅動,這些應用如同圍繞原子核運動的電子,與原子核一起構成了整個市場增長點。IDT公司副總裁Graham Robertson描述道,處于原子核位置的將是4G網絡,繞其旋轉的則是移動設備、云計算和視頻服務這三個殺手級應用。
“1980年的殺手級應用也是類似的結構:代表移動設備的模擬手機和Sony Walkman隨身聽;代表視頻應用的電視機、任天堂游戲機;代表計算能力的IBM個人電腦。2011年,這三個殺手級應用分別演變成了:iPhone/iPad、互聯/智能電視和各種各樣的移動互聯網應用,其與1980年市場的最大差異在于設備間的“互聯”。
世界因半導體改變
“最近世界各地紛紛爆發(fā)了引發(fā)社會變革的運動,其中有人在突尼斯街頭寫了‘感謝Facebook’的標語,而在我看來,這句話應該改成‘感謝半導體’,” Intersil公司總裁及首席執(zhí)行官Dave Bell說,半導體具有改變世界的魔力。相信在此次社會變革之前,大部分人甚至無法指出突尼斯、埃及等國家到底在地圖的什么位置,而這些國家的人們可能正通過一部手機改變歷史。一部手機除了通過獲取信息、上傳信息,以及分享信息來讓一個普通人也擁有改變世界的力量外,還集合了半導體產業(yè)中許多令人興奮的東西。
網絡應用挑戰(zhàn)與移動回程線路
從2000到2010年,以太網交換產品的增長速度非常驚人。博通(Broadcom)公司網絡交換產品線總監(jiān)Edward Doe介紹說,從目前的市場看,移動設備的出貨量到2012年會將PC遠遠甩在身后。屆時,任何設備需要在任何時間和地點獲得豐富的多媒體內容,而這些應用都需要更大的帶寬作為前提。移動回程線路(Backhaul)占據了40%的運維費用,在4G時代這個問題將更為嚴重,還可能需要數倍于3G時代的基站數量,此外還有來自集成化和更多的PoE應用的挑戰(zhàn)。
FPGA廠商的創(chuàng)新技術競爭
基于平臺的產品策略使Xilinx可以在較短的時間內推出更豐富的產品。Xilinx的7系列3款28nm產品共享相同的制程、IP支持、軟件支持和可編程邏輯工藝。Xilinx最新的堆疊硅片互聯技術是 Virtex-7 FPGA 系列的核心,可將每瓦特的芯片間帶寬提升100倍,與單片式器件相比,容量提高2~3倍。Xilinx全球市場高級副總裁Vin Ratford還介紹了最新的Zynq系列SoC。他說,Zynq是Xilinx推出的新型可擴展式處理平臺 (EPP)。該產品將ARM Cortex-A9與Xilinx一體化28nm架構完美整合。以處理器為核心的架構不但能夠實現 FPGA 的高度靈活性和可擴展性,同時還能帶來類似于ASIC的高性能和低功耗,以及ASSP的易用性。
Altera公司IC工程副總裁Bradley Howe帶來的則是其光纖互連可編程器件規(guī)劃。他說,高清視頻、云計算以及3D游戲等應用對帶寬的需求不斷增長,傳統(tǒng)的銅互連將無法實現創(chuàng)新。Altera將在未來器件封裝中支持直接光纖接口,突破了銅線技術固有的帶寬和信號完整性瓶頸。對于數據中心等需要進行大量計算和存儲功能的應用,將光纖接口集成到器件封裝中能夠取代可插拔光纖器件,功耗降低70%到80%,端口密度和帶寬提高了幾個數量級,同時避免了銅線解決方案的信號完整性問題。
FPGA市場的競爭異常激烈,同時也為Lattice提供了創(chuàng)新和差異化的空間。Lattice總裁及首席執(zhí)行官Darin Billerbeck在接受采訪時表示,“不得不承認我們的競爭對手的產品都十分出色,但他們的競爭點在于速度,而Lattice遵循了完全不同的商業(yè)模式和技術道路。Lattice的產品專門為低功耗而定制,適用于一些重點應用。密度與功耗的關系一直是FPGA設計的難題,將二者按實際應用進行定位可能是比較合理的思路。”
3D-IC測試的挑戰(zhàn)
多晶圓垂直堆疊技術,即“3D-IC”,一直是熱門技術,但難題主要集中在測試方面。Mentor Graphics測試解決方案產品市場總監(jiān)Stephen Pateras指出,單一晶圓的測試要求較低,即使一些晶圓的問題未被測試出,由于每個晶圓封裝后只對應單一的產品,仍然能保證較高的良率。3D-IC則完全不同,其將多個晶圓堆疊封裝在一起,因此要保證每個3D封裝中的單個晶圓都沒有缺陷,否則會在封裝后導致大量產品出現問題,使良率顯著下降,成本上升。因此3D-IC測試需要更高的晶圓測試質量。
功耗分析 帶給EDA的難題
“功耗問題沒有邊界,并不是一個純IC領域的問題。此外,功耗也不是純數字技術的問題,而更多地在于IP開發(fā),” Apache首席執(zhí)行官楊天圣認為,目前功耗分析也是熱點技術3D-IC的挑戰(zhàn)之一。隨著低功耗需求的提高,ESD(靜電放電)給IC可靠性帶來新的挑戰(zhàn)。到了18nm或22nm節(jié)點,ESD將成為非常嚴重的問題。對于EDA工具來說,功率分析的準確率主要由輸入參數和軟件技術決定,因此這些因素綜合到一起又產生了更大的不確定性。“總的說來,功率分析的準確率如果達到20%,就已經非常幸運了。”
UWB能否重返市場?
UWB曾一度淡出市場,但廠商Alereon又將其帶回消費市場。Alereon首席執(zhí)行官Eric Broockman表示,UWB在許多視頻應用中要優(yōu)于Wi-Fi,如更高的速率、為流媒體設計的QoS、對Wi-Fi干擾的免疫能力、支持多種協(xié)議、更佳的電源效能等。目前Samsung已選擇UWB作為其桌面電腦與顯示器間的數據傳輸標準,其它顯示器廠商也將跟進。今天UWB主要應用于桌面電腦,未來將成為居室家電設備間數據共享的主要技術