可编程逻辑器件厂商斗法新工艺

虽然赛灵思(Xilinx)公司去年12月就放出风声将采用先进的65nm工艺制造下一代FPGA，但直到今年三月初在美国加州Monterey举行的Globalpress电子峰会上该公司才正式向外界展出首款基于65nm样片的FPGA，而批量供货则要等到今年下半年，该公司表示新工艺将用于其高端产品Virtex系列中。

赛灵思在上世纪九十年代末凭借Virtex-II产品系列推出业界第一款平台FPGA，为嵌入硬IP提供了支持结构，之后的130nm Virtex-II PRO利用这一技术嵌入了IBM的PowerPC和千兆位收发器，成为高速串行通信、DSP和嵌入式处理器应用领域的转折点。随后利用90nm工艺的Virtex-4系列通过引入ASMBL架构，在同一系列中提供针对逻辑、DSP和嵌入式处理应用领域优化的多种平台，使平台FPGA的概念进一步得到提升。据悉，Virtex系列FPGA截至目前累计销售收入已超过40亿美元。

该公司先进产品事业部产品市场总监Charles Tralka表示，采用新工艺的下一代Virtex平台将继续基于ASMBL基础构建，以期提供更多平台和硬核IP，同时提高性能与处理能力。该器件可以前向兼容，为用户提供在65nm工艺节点上重复利用现有IP和设计知识的自然迁移途径。通过与客户紧密合作，赛灵思已将新系列设计成既可以满足高性能系统要求，同时又能实现设计时间及系统成本目标。由于受到竞争对手市场压力的影响，新工艺目前只用于Virtex系列，“我们暂时不会将65nm工艺用于低成本Spartan系列上。”Tralka补充道。

据介绍，65nm Virtex系列FPGA采用11层金属层CMOS工艺与第二代三极栅氧化层技术，其栅极长度为40nm，氧化层厚度仅1.6nm，相当于只有五个原子层，同时在芯片内部使用了镍硅化物和栅堆叠结构自对准技术，并在所有金属电介质之间采用低k电介质，内核电压只需1.0V，可以确保FPGA在密度、性能和低功耗方面达到最优。

在峰会上赛灵思向与会者展示了由两个代工伙伴联电与东芝利用65nm工艺制造的300mm晶圆样片，并再次强调了其双晶圆代工厂策略。“两个代工厂加在一起月产能可达15,000晶圆，这将对我们每年20亿美元的FPGA产品销售提供有力支持，”Tralka说道。

与此同时，另一家领先的可编程逻辑器件供应商Altera也不甘落后，正加紧其65nm器件的研发。虽然没有公布正式时间表，但据有关人士透露，该公司计划于明年初正式推出。“是不是第一个宣布并不重要，而应该看是否是在一个适当的时机。”Altera公司副总裁Danny Brain在接受本刊采访时说道，“我们会等到时机成熟，包括产能、良品率等都达到我们的要求后才会推向市场，这样在用户提出需求时才可以很快得到满足。”与赛灵思不同的是，Altera仍坚持实行一个晶圆代工伙伴的策略，其芯片均由台积电代工制造，目前是后者最大的客户之一。

Altera并不急于进军65nm领域的另一个原因或许是与高端FPGA产品在该公司销售额中所占比例开始下降，低成本大批量可编程逻辑器件应用激增迅速有关。尽管Stratix系列FPGA销售仍占Altera营收的25%，但其低成本Cyclone系列自推出以来受到了电子制造厂商的大力追捧，目前在通信领域市场表现几乎与Stratix系列平分秋色，而整体出货量大约是后者的3倍。

此外Altera也希望新工艺能够应用到其结构化ASIC产品HardCopy上，帮助用户实现从FPGA向ASIC的转换。“这涉及到整个设计方法的转变，原有HardCopy并不适用于65nm产品。”Brain解释到，“将应用新工艺的下一代FPGA转换到结构化ASIC的成本我们正在评估，我们必须确保经验证过的FPGA设计能够无缝移植成功。”

业界对于下一代FPGA市场前景表示出乐观态度，市场调研公司IBS总裁Handel Jones指出，目前全球ASIC/ASSP市场规模已达220亿美元，通过利用先进的工艺技术提高性能和降低成本，可以使FPGA扩展到新领域如DSP、高速串行通信和嵌入式应用等，并将进一步推动其进入传统ASIC把持的市场应用中。