雖然FPGA業的參與者“屈指可數”，但最近的兩則重磅消息在業界釋放其巨大的能量：由Altera前總裁加盟擔綱CEO的Achronix公司最近宣布開始交付基于英特爾22nm工藝開發的22nm Speedster22i系列FPGA，直接劍指由Altera和Xilinx（賽靈思）等占據主角的高端FPGA市場；而近日Altera宣稱與英特爾就14nm Tri-Gate工藝生產線合作，并宣稱是目前唯一采用這一先進工藝的FPGA廠家。Achronix作為新兵如何與老將對決？在與臺積電代工合作20年之后Altera為何選擇了英特爾？在工藝上選擇多家合作伙伴的Xilinx未來又將與誰共譜先進工藝“戀曲”？一連串動作不得不引發業界大猜想。

　　Altera為何選擇英特爾？

　　設計企業與代工廠合作多年之后不會輕易更換，因為這意味著要適應新的設計規則。這樣的過渡需要時間。Altera此舉也說明在代工市場上沒有常勝將軍。

　　Altera與臺積電的合作已逾20年，并且一直只用臺積電（TSMC）一家代工廠。而FPGA另一巨頭Xilinx的代工合作伙伴則從聯電、東芝、三星到臺積電等都有涉足。此次Altera與臺積電“相愛”20年后轉投英特爾懷抱，采取雙代工模式，不禁讓業界質疑其背后的緣由。

　　根據業內專家莫大康的分析，Altera宣稱與英特爾14nm Tri-Gate工藝進行合作對臺積電的影響很大，表明臺積電在14nm工藝開發上遇到了“攔路虎”。英特爾的路線圖表明在2013年其14nm將研發成功，2014年底或者2015年就能量產。而臺積電的時間表是在2014年20nm量產，2015年導入FinFET工藝，研發16nm，所以真正量產 16nm要到2016年或者2017年。再到攻克14nm，時間將更拖后。兩相比較，英特爾在14nm制程量產方面，至少領先臺積電3年以上。 Altera等不及才下決心轉向英特爾。莫大康進一步分析說：“設計企業與代工廠合作多年之后不會輕易更換，因為這意味著要調整到另一種新的制程技術、適應新的設計規則。這種過渡需要時間。Altera此舉也說明在代工市場上沒有常勝將軍。”

　　Altera國際市場部李儉表示，Altera選擇代工的原則是最優化性價比，不只考慮半導體工藝，還包括工具、軟件支持、硬件開發難度等，因此Altera的中高端產品采用高性能工藝，低端產品則采用低功耗工藝。英特爾的14nm工藝技術在業界保持領先，借助英特爾垂直化的集成晶圓代工服務（包括晶圓加工、器件封裝、測試和量產器件質量保障），將助力Altera的FPGA領先競爭對手。

　　其實Altera與英特爾的淵源已久。除了代工關系，Altera和英特爾還有諸多其他合作。在2010年，兩家公司合作開發了英特爾Atom處理器E6x5C系列，在多芯片封裝中結合了E6x5C處理器和Altera的FPGA。

　　當然，Altera也不會斷絕這么多年與臺積電的“深厚”情誼。Altera宣稱會繼續與臺積電合作，臺積電仍然是Altera關鍵的長期戰略合作伙伴，將在20nm以下工藝繼續合作。或許這算是Altera多年合作之后的“關懷”之舉。看到昔日盟友成為“對手”的“座上賓”，臺積電難免“五味雜陳”。

　　而在是否考慮其他代工伙伴方面，Altera的答復是：一直在評估來自多家供應商，以及不斷發展的工藝技術，觀察相關技術能否應用于Altera未來的產品。除了工藝技術，Altera還關注封裝供應商、基底供應商以及測試供應商，以評估是否需要他們的技術。無論如何，在最先進工藝開發方面，Altera走在了業界前列。放眼望去，目前14nm工藝最為成熟的非英特爾莫屬，臺積電、三星、特許等代工巨頭要在這一工藝上爭取更多合作伙伴，還需加快追趕的步伐。

　　高端FPGA市場格局如何演變？

　　Achronix最先推出性價比更優的22nmFPGA產品，在高端FPGA市場能否有所作為，關鍵要看Altera和Xilinx宣稱的20nm FPGA何時能提供樣片，量產進度如何。

　　Achronix公司22nm Speedster22i系列FPGA目前已可向客戶交付工程樣片，Achronix公司總裁兼首席執行官Robert Blake也直言Achronix直接劍指高端FPGA市場。據統計到2014年，全球高端FPGA市場規模至少達到30億美元，ASSP和ASIC市場規模在110億美元左右，高端FPGA需求十分可觀。Achronix選擇這塊一直由Xilinx和Altera把持的“難啃的骨頭”的信心來自何方？

　　Robert Blake在接受《中國電子報》記者電話采訪時指出，由于采用英特爾22nm 3D Tri-Gate晶體管技術，不僅其產品的功耗和成本是主要競爭對手28nm器件的一半，而且是業內唯一內嵌10G/40G/100G以太網MAC、 100Gbps Interlaken、PCI Express Gen1/2/3和2.133Gbps DDR3控制器硬核IP的FPGA器件。Robert Blake解釋說，在競爭對手的FPGA產品中，這些功能都由軟件IP來實現，這需要額外的幾萬甚至幾十萬個額外的LUTs（查找表），也為FPGA設計增加了大量的成本和功耗。此外，嵌入式硬核IP還消除了采購、集成和測試這些功能相應的軟核IP成本。并且，隨著客戶越來越關注設計效率，Speedster22i FPGA的HD（高容量）和HP（高性能）兩大系列都能提供功能強大且可靠的ACE設計軟件4.2版本支持，對曾經使用過構建于Eclipse平臺的其他任何設計工具的工程師都簡單易學。目前其ACE 4.2已經有超過500個授權方使用，并支持Windows和Linux兩個版本。

　　雖然是FPGA業界的后起之秀，但Achronix也在加快排兵部陣。Robert Blake說：“Speedster22i FPGA主要針對通信、測試和高性能計算等應用，今年銷售預計在1億美元左右。”Robert Blake還表示：“中國現已成為全球最大的高端FPGA市場，市場規模已經超過日本、歐洲。Achronix目前在深圳已經設立辦事處——亞克尼斯半導體技術有限公司，會有原廠FAE為中國客戶提供技術支持。”

　　雖然Achronix總裁對其與英特爾的關系諱莫如深，但其蟄伏多年之后一出手就定位高端，也不容小覷。盡管此時力量還略顯單薄，與FPGA巨頭Altera和Xilinx等相比還難以抗衡，但其最先推出性價比更優的 22nmFPGA產品，如果市場推廣、軟件開發、客戶合作、技術支持加速到位的話，還是能在高端FPGA市場有所作為的。關鍵就看Altera和 Xilinx宣稱的20nm FPGA何時能提供樣片，量產進度如何了。李儉表示，在高端FPGA市場，比拼的不只是產品性價比，還取決于系統工程能力如開發工具、軟件支持、IP、硬件配套（如收發器等）。未來市場演變還有待時間檢驗。

　　FPGA工藝競賽無休止？

　　28nm FPGA還沒被市場徹底消化，65nm、40nm FPGA還在市場上大量應用，對14nm工藝的爭奪已拉開帷幕，讓人感慨FPGA市場的競爭需要“綜合型選手”。

　　此前Xilinx宣稱與臺積電合作今年將要試產20nm FPGA，而且Altera和Xilinx都大力宣稱其20nm FPGA相比28nm FPGA有創新型表現。工藝一直是FPGA繞不過的“坎”。事實上，由于電路結構較為單純，FPGA一直都是率先采用先進制程的典范，這也是FPGA一直能有制程技術突破的主因。而采用更新的制程技術，也讓FPGA的功能不斷強化。回顧FPGA從1990年代取代膠合邏輯元件，2000年代試圖取代 ASIC、DSP等元件，到2010年代初正式跨入22nm，現在14nm工藝產品又即將浮出水面，讓人不得不感慨FPGA廠商的工藝升級壓力已如同“緊箍咒”一般，難以休止。

　　而且，如今FPGA設計人員面臨的首要挑戰就是如何滿足功耗要求，隨著制造工藝從65nm到40nm，再發展到 28nm、22nm、14nm，器件密度和性能提升顯著，而（靜態和動態）功耗增長很快，業內對降低功耗的呼聲很高，而14nm Tri-Gate工藝當仁不讓擔當“重任”。李儉介紹說，平面工藝在20nm節點即遇到瓶頸，因為功耗的問題沒法解決，而14nm Tri-Gate技術產生的漏電流小，單位能耗有非常大的降低，這將成為未來FPGA廠商決勝的利器。

　　從效果來看，20nm FPGA與28nm FPGA相比，功耗降低了60%，性能提升了50%;14nmFPGA與20nm FPGA相比，功耗又降低了50%。可以說，FPGA工藝競賽已經到了這一步，FPGA廠商都要思量是否有能力“接招”。

　　Robert Blake也說，Achronix下一步在著力開發14nm工藝FPGA，以確保在競爭對手20nm FPGA出來后，我們仍能繼續保持領先優勢。

　　Xilinx雖然到記者發稿時為止還未能正面回復對此事的看法，但憑借其實力，當然不會做“壁上觀”，或許沒過多久就會引爆另一個重磅新聞。在28nm FPGA還沒被市場徹底消化之際，在65nm、40nm FPGA還在市場上大量應用之際，14nm工藝的爭奪又已拉開帷幕，讓人感慨FPGA市場的競爭需要“綜合型選手”既要有能力沖刺，也要有耐力跑馬拉松 ——在關鍵節點沖刺成功，才能接著跑馬拉松。或許，7nm也已不遠了。
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