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连发三款新品高云半导体为国产FPGA注入活力

发布时间:2017-11-06 作者:派智库 来源:同花顺网站 浏览:【字体:

  现场可编程门阵列(FPGA)虽然是一个相对小众的集成电路品类,但是近段时间以来在中国媒介之中的曝光率却不低。肇因于莱迪思(Lattice)半导体收购案被美国政府叫停,人们对FPGA的认识也逐渐增多。

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  作为一种半定制化的集成电路,FPGA的优势之一是应用的灵活性和快速原型开发能力,用户可以用它测试一个想法或概念,并在硬件中完成验证,无需经过自定制ASIC设计的漫长过程。在碎片化的物联网时代,FPGA的这一特性具有极大的应用优势。FPGA的另一个重要优势是对并行计算的处理能力。在人工智能、机器学习、无人驾驶等成为新兴热门应用的情况下,那些原本跑在主处理器上,使用软件实现的功能,可以使用FPGA以硬件编程方式实现,而且更加节能。 本文来自织梦

  正是由于这些特点,FPGA受到越来越多的重视,市场前景看好。有数据预测,到2022年亚太区域FPGA市场将突破40亿美元。在目前中国推进产业转型升级之际,对芯片安全、国产化有着迫切的需要,加上消费电子等领域潜在需求爆发,中国正在成为FPGA的重要市场,发展FPGA有着重要意义。

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  日前,国内新创FPGA公司广东高云半导体科技股份有限公司(简称“高云半导体”)在“ICChina2017”期间,连续发布三款产品,包括定位于低密度非易失性FPGA市场的GW1NS-2SoC、定位于中高密度FPGA市场的GW3AT,以及采用开源架构RISC-V开发的平台化产品。在当前FPGA领域热点不断、业界持续关注FPGA国产化的情况下,高云半导体的这一举动令人瞩目。

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  坚定正向设计之路

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  经过多年发展,人们对于FPGA的技术开发难度有了充分认识。高云半导体CEO朱璟辉将之归纳为:工艺制程新、设计门槛高、资金投入大、技术人才缺等四大挑战。“企业如想投入FPGA的开发,势必会面临持续的资金投入、巨大的设计难度和残酷的市场竞争等难题。”朱璟辉说。

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  这也是目前国际FPGA市场长期维持赛灵思、英特尔(收购Altera)、美高森美、Lattice两大两小格局的主要原因之一。近些年来,国内虽然有一些FPGA厂商存在,技术上与国外公司差距巨大,国际公司已覆盖65/55/40/28/20/16纳米制程,从1K到KKLUTs形成系列产品,国产FPGA只有65/55/40纳米、1L-55KLUTs的产品。

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  但是,在接受记者采访时,朱璟辉又指出,当前正是中国发展自主FPGA产业的重要窗口期。首先,中国拥有广大的FPGA市场,5G通信、人工智能、机器视觉、智能制造等均是下一阶段FPGA主要的新兴领域。其次,随着国际巨头竞争的加剧,产业调整,导致优秀人才溢出,为国内FPGA厂商获得高端人才创造了条件。最后,国际专利时效的到期(特别是基础专利),也为国内厂商进行技术性规避创造了条件。 织梦好,好织梦

  因此,对于中国企业来说,现阶段的关键就是克服技术上的挑战,利用自身贴近市场的优势,逐步切入市场。而在谈到技术开发时,朱璟辉指出,许多本土公司都面临着采取反向设计还是正向设计的选择难题。正向设计难度大,需要面对持续的资金投入、巨大的设计难度和残酷的市场竞争等一系列问题。选择反向设计比较省事,但是弊端也很多,无法掌握核心技术。要想产业化,就会遇到法律问题。 copyright dedecms

  而高云半导体一直坚定地走正向设计之路。“这是一条荆棘丛生但前途光明的路。”朱璟辉说。高云半导体自2014年1月成立以来,坚持正向设计,历经三年发展,在100%流片成功率的情况下,先后推出晨熙、小蜜蜂两个家族、4个系列FPGA产品,涵盖了11个型号、50多种封装的芯片、自主知识产权EDA开发软件并持续改进。目前高云半导体FPGA产品已经渗透到十余个典型行业中,客户发展到200多家,其中有20多家客户已经开始批量采购,超过40个项目正在进行,市场拓展呈现快速增长态势,预计春节前累计销量将突破200万片,真正实现国产FPGA的产业化发展。 内容来自dedecms

  抓住嵌入式市场机会 织梦好,好织梦

  传统上,FPGA的应用很大程度上受到通信市场主导,但随着工业智能化、汽车电子化以及物联网的发展,对具备灵活可编程特性的FPGA需求大增。受此影响,赛灵思与Altera这些年已不再单纯比拼工艺节点,而是更加倾向于朝系统级解决方案供应商转变,Lattice也放弃了对前两大公司的苦苦追赶,转而布局消费类市场。这些转变表明,FPGA的竞争格局正在改变,也为中国发展FPGA产业提供了机会。 织梦好,好织梦

  在朱璟辉看来,高云半导体抓住的一个机会是SoC化FPGA在嵌入式市场的发展。一般而言,嵌入式系统架构主要分为三类:通用MCU、FPGA和系统芯片(SoC)。系统芯片对特定应用进行专门优化,成本低、性能高、开发快,但只适用于量大、功能相对固定的应用;通用MCU适应性更广,成本比系统芯片要高,是如今嵌入式终端市场的主流平台;以往FPGA只在少量多样的终端市场采用,不过,近年来不少FPGA厂商开始在嵌入式应用上重点投入,推出低成本FPGA方案,力争在嵌入式市场获得更大份额。 copyright dedecms

  “目前,ARM架构的MCU市场发展迅速,FPGA+ARM内核的架构将有助于提高FPGA的竞争力,进一步扩展应用市场的范围。”朱璟辉说。针对此趋势,高云半导体发布了公司首款SoCFPGA——GW1NS。从性能上看,它延续小蜜蜂家族的所有优势,通过集成FPGA+M3+MIPI+USB+ADC,具有更高的集成度、更低功耗和成本。市场定位主要面向通用MCU市场,典型应用包括伺服电机控制器,Type-CCD/PD解决方案和各种显示控制器、人机界面等。

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  GW1NS另一大优势是对非易失性Flash的集成。相比其他技术,集成非易失性Flash给GW1NS带来更大的成本优势。“非易失性产品可以提供单独芯片解决方案。易失性产品需要外加一个非易失存储器来存放数据流文件。所以会用两个芯片,并且会占用用户系统板上的面积。GW1NS则避免了这些问题。”朱璟辉说。

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  为了强化在SoCFPGA领域的竞争优势,高云半导体推出RISC-V平台化产品,包括集成RISC-V软核的FPGA、参考设计、开发平台和开发套件。“RISC-V最大优势是免费开源架构,具有很好的扩展性,ISA验证更简单方便。集成RISC-V内核的FPGA将具有更好的开放性、可移植性和设计灵活性。”朱璟辉表示。 本文来自织梦

  向中高密度市场进军

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  如果说GW1NS是面向中低端FPGA市场,高云半导体发布的另一款产品GW3AT-100则定位中高端市场。它由台积电代工,是国内首款采用28纳米工艺生产的FPGA。在高云半导体的产品规划中,GW3AT-100将直接对应赛灵思K7系列,切入通信及计算市场,典型应用包括无线微小基站、机器视觉、智能工业、并行运算/深度学习等。 内容来自dedecms

  FPGA的应用市场包括通信、工业军事航空、消费、数据中心、汽车和医疗。消费市场的需求量虽然很大,但是竞争相对充分。GW1NS的定位是取代部分高端MCU。对此,朱璟辉也承认,这个市场竞争充分,价格上的比拼也更加激烈。因此向拥有更高毛利的中高端市场发展是高云半导体的另一个重要方向。这是高云半导体重要打造GW3AT-100的主要原因。 织梦好,好织梦

  朱璟辉还透露,下一步高云半导体将跳过16纳米节点,开发10纳米的产品。这款型号为GW4ST-400的FPGA产品,记者虽然没有获得进一步的资料,但从高云半导体的产品路线图中可以看出,其将定位于高密度、高性能和高附加值市场。

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  打造良好开发环境是最大挑战 内容来自dedecms

  中国FPGA市场约占据全球FPGA份额的30%,并且保持强劲的增长势头,但国产FPGA产品仅占中国FPGA市场不足1%的份额。起步晚、技术落后、缺乏工具等配套环境,是国产FPGA发展最大的短板。同时,这些也是高云半导体面临的挑战。所以在开发硬件产品之余,高云半导体也不得不投入极大精力在工具软件和配套开发环境之上。高云半导体开发并推出了具有自主知识产权的EDA软件——云源软件。

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  “目前,云源软件已更新至1.7.9版本,内嵌经Synopsys正规授权的SynplifyPro,支持Verilog、VHDL等语言的混合编程,内嵌丰富的设计辅助工具与硬件调试工具,可以完成FPGA开发过程中综合、布局、布线及产生比特流等一站式工作,帮助用户生成高质量的编译结果,满足高、中、低密度FPGA的开发需要。”朱璟辉说。尽管如此,在谈到产品易用性的时候,朱璟辉也承认,工具软件的开发需要长期的积累,只有在大量用户反馈信息的基础上,才能不断完善。

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  同时,为加速用户产品研发,方便用户创新设计,高云半导体还推出了自主产权软核集,囊括了多种总线接口IP、高速DDR接口IP、MIPI接口IP、LVDSLCD控制器、嵌入式内存控制器等IP软核,以丰富自家产品的生态环境。

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  目前FPGA的应用领域越来越广,基本上每个行业都能见到它的应用,FPGA的集成度也越来越高,软硬融合。在解决有无,满足了客户应用需求之后,国内厂商需要考虑的就是如何降低成本、实现差异化应用和产品的好用易用等问题。 织梦内容管理系统