深入剖析FPGA 20nm工艺 Altera创新发展之道

　　电子发烧友网核心提示：本文就可编程逻辑厂商阿尔特拉（Altera）公司首次公开的20nm创新技术展开调查以及深入的分析；深入阐述了FPGA迈向20nm工艺，Altera凭借其异构3D IC、高速收发器和高运算性能的DSP三大创新技术在PLD市场的表现，以及向高性能化和低功耗化发展之道。

　　在工业设备及精密仪器等产品中，配备超尖端半导体的趋势日益明显。其原因在于，适于多品种少量型产品的 FPGA（Field Programmable Gate Array）技术进步突飞猛进。FPGA是指电子产品设计人员可在开发现场灵活变更电路构造的半导体。在该领域，美国赛灵思（Xilinx）和美国阿尔特拉（Altera）两大厂商合计占有80％左右的市场份额，处于基本被两公司垄断的状态。

　　从第二季度（2012年4～6月）两大厂商的销售额营业利润率来看，赛灵思（Xilinx）约为28％，阿尔特拉（Altera）约为34％，势头极好。

　　FPGA之所以可轻松用于多品种少量型产品，其原因在于用来实现所需功能的开发费用非常低（图1）。因此，在难有庞大数量的社会基础设施类通信设备、广播设备及高性能计算机等领域均得到广泛使用。这些产品随着移动计算的发展以及处理高精细影像的应用增加，越来越需要高处理性能。而另一方面，从节能观点来看，也不允许功耗增大。

　　

　　图1：适于多品种少量型产品的FPGA

　　图中蓝色区域为FPGA的擅长区域。FPGA原来用于产品价格高且供货量少的用途，但随着半导体技术的微细化，其范围正慢慢向产品价格低且供货量大的用途扩展。本图《日经制造》根据阿尔特拉的数据制成。

　　意识到这些问题后，FPGA供应商开始竞相推进半导体技术的微细化，并以更低的功耗来实现比老产品更高的性能。目前，在市面上的FPGA中最微细化的是 28nm工艺产品。而阿尔特拉2012年9月在业内率先公开了向FPGA导入相当于下一代工艺即20nm工艺的技术。该公司将目光瞄准了高性能要求较为强烈的工业设备等产品，打算于2013年下半年开始样品供货。