很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，Lattice似乎都沒(méi)有推出主流FPGA市場(chǎng)的競(jìng)品，而國(guó)內(nèi)這幾年中低端FPGA產(chǎn)品陸續(xù)問(wèn)世，甚至已經(jīng)來(lái)到28nm。再加上獨(dú)立的FPGA廠(chǎng)商老大賽靈思，老二Altera已經(jīng)相繼被收購(gòu)，這也讓業(yè)界對(duì)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(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)，劍指AI、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算、汽車(chē)多個(gè)市場(chǎng)。

　　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(tái)，工藝依舊是28nm，定位在高級(jí)通用FPGA產(chǎn)品。CertusPro-NX再次體現(xiàn)了Lattice對(duì)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(lái)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(jìng)爭(zhēng)主流FPGA市場(chǎng)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(chǎng)，尤其是在AI、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算等汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　新產(chǎn)品與同類(lèi)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(lèi)產(chǎn)品中唯一支持LPDDR4外部存儲(chǔ)器的FPGA。而Lattice的這款FPGA產(chǎn)品，也是充分滿(mǎn)足了行業(yè)的四大趨勢(shì)：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(huà)不多說(shuō)，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(guò)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(lèi)競(jìng)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(lèi)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(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)邊緣AI和機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用對(duì)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)協(xié)處理的需求，CertusPro-NX FPGA的片上存儲(chǔ)器容量比同類(lèi)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(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的低功耗FPGA，而由于LPDDR4 DRAM已成為未來(lái)主流趨勢(shì)，因此成為該器件的首選。

更值得一提的是，CertusPro-NX FPGA具有同類(lèi)產(chǎn)品中最小的尺寸，它的設(shè)計(jì)面積僅為81mm2，比競(jìng)品器件小6.5倍。對(duì)于工業(yè)攝像頭或通信系統(tǒng)中使用的SFP模塊的開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，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(chē)、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(cè)的性能并確保用戶(hù)安全。由于萊迪思Nexus技術(shù)平臺(tái)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(jué)）和Automate（加速工廠(chǎng)自動(dòng)化）。

　　據(jù)萊迪思半導(dǎo)體現(xiàn)場(chǎng)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(huì)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(lái)講到，28nm之后，Lattice也在布局更先進(jìn)工藝的FPGA產(chǎn)品。開(kāi)放地看，F(xiàn)D-SOI確實(shí)會(huì)帶來(lái)功耗的降低，但可能也有一些瓶頸，格芯發(fā)展到22nm就沒(méi)有往下走下去了。我們?cè)谙乱淮a(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)平臺(tái)，既使用不同的工藝，也會(huì)注重功耗的考量。同樣基于FD-SOI工藝，在Nexus平臺(tái)，未來(lái)我們還會(huì)推演出新的產(chǎn)品。

　　其實(shí)Lattice在過(guò)去一年多時(shí)間里，在Nexus這個(gè)平臺(tái)，基于FD-SOI平臺(tái)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(wèn)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(duì)功耗還是很敏感，因?yàn)楣牟粌H僅是待機(jī)時(shí)間的問(wèn)題，也包括散熱、電路板設(shè)計(jì)會(huì)帶來(lái)一些額外成本。

　　不過(guò)在工藝的追逐上，徐宏來(lái)也表示，先進(jìn)的制程確實(shí)可以帶來(lái)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(lái)優(yōu)化性?xún)r(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?xún)r(jià)比來(lái)講，你沒(méi)必要用很高的制程，比如說(shuō)16nm或者7nm制程，因?yàn)槟愕膁ie size并不會(huì)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(wàn)美金，28nm的一套mask可能100萬(wàn)美金都不到，當(dāng)然你的產(chǎn)出也不一樣，對(duì)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(lái)到ASIC方向，物聯(lián)網(wǎng)、汽車(chē)自動(dòng)駕駛不同的應(yīng)用場(chǎng)景很多，光靠一個(gè)芯片主框架來(lái)支持已經(jīng)很難，F(xiàn)PGA也有一定的短板，對(duì)此，像賽靈思和英特爾都開(kāi)始推出基于FPGA或者CPLD再加上ARM SoC的解決方案，來(lái)適應(yīng)不同應(yīng)用或者是技術(shù)的趨勢(shì)要求，這也拓展了FPGA的應(yīng)用領(lǐng)域以及它的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　“一旦某一個(gè)行業(yè)對(duì)產(chǎn)品能夠同質(zhì)化，量又很大，還是會(huì)走ASIC這條路，因?yàn)樗男詢(xún)r(jià)比更高，也可以設(shè)更多的細(xì)分，追求一些差異化。對(duì)FPGA來(lái)說(shuō)，包括 ARM-based SOC來(lái)說(shuō)也是應(yīng)該有很大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。但難是難在，要開(kāi)發(fā)FPGA相關(guān)的應(yīng)用有一些專(zhuān)門(mén)的技能或者要求，這方面的投入也是很大的?！毙旌陙?lái)談到。但仁者見(jiàn)仁智者見(jiàn)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(jí)的獨(dú)立的FPGA廠(chǎng)商賽靈思以及Altera已經(jīng)相繼被收購(gòu)，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(lái)也告訴了半導(dǎo)體行業(yè)觀(guān)察記者他的看法，在他看來(lái)，不論是賽靈思還是Altera，他們?cè)谥械投水a(chǎn)品的布局早已完成，需要往新的市場(chǎng)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(huì)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(gòu)FPGA的前兩大巨頭。

　　徐宏來(lái)也指出，Lattice將繼續(xù)定位在邊緣計(jì)算、汽車(chē)或者工業(yè)等中小規(guī)模FPGA上的應(yīng)用，專(zhuān)注于低功耗，不斷發(fā)展自己的業(yè)務(wù)，至于是否會(huì)有人收購(gòu)Lattice，不好說(shuō)。

　　Lattice也在探索一些新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，物聯(lián)網(wǎng)就是一個(gè)。徐宏來(lái)表示，物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，紛繁復(fù)雜，這對(duì)FPGA來(lái)說(shuō)也是一個(gè)機(jī)會(huì)?？梢岳盟撵`活性，給客戶(hù)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(hù)對(duì)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(lái)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(guó)的客戶(hù)比較容易接受新的技術(shù)，這也給我們帶來(lái)很大的動(dòng)力去跟本地客戶(hù)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?cè)跍?zhǔn)備進(jìn)去的地方，不過(guò)AI還是需要一定的客戶(hù)體驗(yàn)的提升，這方面我相信FPGA可以起到一個(gè)先鋒開(kāi)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(shì)。徐宏來(lái)認(rèn)為。

　　寫(xiě)在最后

　　目前缺貨也波及到了FPGA行業(yè)，徐宏來(lái)也表示，原來(lái)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(zhǎng)，汽車(chē)是我們重點(diǎn)發(fā)展的方向，在供貨上也會(huì)給予更高的優(yōu)先級(jí)。