Gartner Dataquest 開發(fā)出一種自下而上的基于陣列的平臺模型,它根據(jù)公司情況以及從典型的單項設計收入情況推算出的項目收入來估計從2002年到2007年的新設計數(shù)量。圖1示出了Gartner Dataquest關于陣列化平臺ASIC的全球總收入的預測。我們作如下假設：

基于單元加PLD核的平臺

人們很長時間以來一直夢想著能將一個FPGA核嵌入到一個ASIC中,但從未曾實現(xiàn)。很多廠商都試圖實現(xiàn)這種產品,但沒有一家獲得過成功。LSI Logic和FPGA核供應商Adaptive Silicon是最早幾家力推這一概念并試圖開發(fā)出相應產品的公司之一,但它們遇到了很多困難,最終退出了該市場,其他PLD核供應商,如Actel和Leopard Logic,也積極推銷這一概念并開發(fā)出了產品,但它們發(fā)現(xiàn)自己也不能培育出市場,于是改變了它們的戰(zhàn)略發(fā)展進程。

設計流程和成本是各家公司所遭遇的主要問題。FPGA設計流程不同于ASIC,LSI Logic等公司發(fā)現(xiàn),將它們融為一體需要完成的工作量極為繁重。不過,在把第一代產品展示給潛在的客戶時,成本才是主要關心的問題。FPGA核占據(jù)了過多的芯片面積,所以從成本上來說是不可行的。

如今,3家公司正在開發(fā)的有影響的產品只有兩種。雖然這些公司總共只有3家,不過它們可是大企業(yè),不可等閑視之。IBM(領先的ASIC供應商)和Xilinx(領先的FPGA供應商)已經(jīng)聯(lián)手開發(fā)了一件采用90nm技術的產品。STMicroelectroncis 是其中的第3家公司,在ASIC和專用化標準產品(ASSP)銷售額總和方面是業(yè)界的領袖。這些公司有很好的機會去開發(fā)基于單元加PLD核的平臺,將其塑造成規(guī)模可觀的市場。由于它們是各自市場的領導者,IBM和Xilinx無疑對設計流程有很好的理解,因此很有可能它們能解決遇到的設計流程方面的問題。至于主要的成本問題,所有過去的嘗試都是基于0.13mm以上的工藝。IBM和Xilinx研究了成本問題,相信它們能讓90nm和90nm以下的工藝標準成為一種經(jīng)濟的設計方案。系統(tǒng)公司正在探求這類器件的多種用途,包括解決芯片－芯片間通信問題、適應不斷變化的標準以及修正芯片體內的功能錯誤,而且最終器件也可以用于可定義的處理應用。

我們相信,在2004年將看到IBM/Xilinx最早的設計開始進行,而器件的生產將在2005年逐步上升。我們還有望看到從一個基于單元＋PLD核平臺的典型設計,它有3年的產品壽命期,每年的收入將達到約5~7百萬美元。我們還預計設計數(shù)量將很少,但總的收入到2007年可達上億美元的水平。STMicroeletronics是市場上的“百搭牌”(不確定因素)。它不僅尚未正式發(fā)布一件產品,而且有證據(jù)表明它在印度有一支龐大的、正在開發(fā)FPGA核的設計隊伍,據(jù)信這一核將在成本方面得到優(yōu)化,以嵌入到其ASIC產品中。STMicroelectronics已經(jīng)多次提到,它將開發(fā)一種FPGA產品,該公司毫無疑問為塑造一件成功的產品而撥出了R&D預算。時間將會揭開答案。

基于單元的平臺技術

基于單元的平臺技術方面的新設計,雖然其預期的數(shù)量會很低,但每項設計的收入將高得驚人。大的系統(tǒng)公司正在設法生成各公司專有的平臺,這些平臺可以用于多方面的大批量市場,每項設計的收入將超過5000萬美元。系統(tǒng)公司們可以獲得大量的、常常嵌入到器件中的功能,然后通過改變整套掩膜的辦法根據(jù)每項應用的情況對芯片的某一部分進行專門定制。雖然這并不象基于陣列的平臺方法那樣節(jié)省掩膜版的費用,但它卻能以最小的芯片面積提供最高性能的產品。與傳統(tǒng)的基于單元的IC產品相比,它能縮短上市時間,降低總的設計費用,因為它的設計復用比例很高。

在提供基于單元的平臺技術的公司中,IBM和Texas Instruments是兩個范例,我們預計以后更多的公司亦將跟進。IBM是基于單元的IC市場上的領導者,已經(jīng)開發(fā)出一種稱為“CCP”的基于單元的平臺。這種產品瞄準了客戶希望能縮短上市時間和降低設計成本的大批量和高性能產品市場。Texas Instruments提供了一種基于單元的、稱為“OMAP”平臺產品,它針對無線通信市場。種類繁多的基于單元的平臺正在進入市場,故這方面的市場形勢很難跟蹤。很大一部分傳統(tǒng)的基于單元式IC的市場將轉移到平臺化方法上來,因為它能保證更短的上市時間和更低的成本。

FPGA 搶奪平臺化ASIC的市場

FPGA供應商正在開發(fā)新型的平臺產品,其目標是攫取一塊新興的平臺化ASIC(介于傳統(tǒng)的FPGA和基于單元的IC之間)所占據(jù)的市場。一種新型的FPGA平臺使用了嵌入式硬件處理器核,如PowerPC或ARM,另一種平臺則采用了軟處理器核,如Nios或MicroBlaze/PicoBlaze。

這一族新的FPGA平臺正在獲得大量新設計的支持,有潛力成為產業(yè)界的一支主要力量。我們相信,帶有軟件和硬件處理器核的FPGA,將在這個10年快結束前占到所有FPGA設計的1/3以上。雖然啟動的FPGA設計的數(shù)目不少,但不應忘記的是,每項FPGA設計平均的價值并不與ASIC設計的相等。FPGA設計的價值要低得多,因為FPGA設計的相當大一部分只是用于樣機驗證方面,只會運行幾行代碼。

我們預計帶軟處理器核的FPGA將在該市場上占據(jù)最大的份額,占到2010年啟動的FPGA平臺設計總數(shù)的3/4以上。帶軟處理器核的FPGA正將快速起步。Altera已經(jīng)出售了10,000套以上用于其軟處理器核Nios的的設計軟件包,Xilinx已經(jīng)出售了數(shù)千套用于其MicroBlaze/PicoBlaze軟處理器核的軟件包。

帶有嵌入式硬處理器核的FPGA也在業(yè)界取得了長足進步。這一市場上的兩個玩家是推出Virtex－II Pro的Xilinx和推出Excalibur的Altera。這兩家公司采取了不同的策略。Xilinx提供PowerPC,作為其嵌入式處理器核,將其放置于在每個Virtex－II Pro器件中,除了一款(最小的型號)。Altera提供的嵌入式 處理器核則是ARM ,只有客戶要求時,才將其包括進去。

Xilinx顯然是采取了“推的戰(zhàn)略”——它無論客戶需要與否都提供PowerPC核,堅信用戶將發(fā)掘出該處理器的用處,最終采用它。Xilinx已經(jīng)開始見到這種策略帶來的成功,圍繞它的新設計數(shù)開始飆升。它已經(jīng)賣出約5,200套用于激活其Virtex器件中的PowerPC核或32bit MicroBlaze軟件核的設計軟件包。我們根據(jù)交付的評估板數(shù)量估計,這些軟件包的一半正用于PowerPC,另一半用于MicroBlaze。此外,我們相信,為PowerPC核購買的此類軟件包中的一半左右,今年內至少要生成一項設計,使得該公司2003年有約1300項采用PowerPC核的新設計啟動。不少領域,包括軍事/空間、通信(網(wǎng)絡)、數(shù)據(jù)處理(打印機和復印機)及工業(yè)等都開始采用該產品。假設Xilinx在業(yè)界有約100,000個設計位置(這意味著約2.6%的客戶有一套設計軟件可以激活PowerPC核)而1.3%已經(jīng)生成了一項設計。到目前為止,對于設計啟動而言,考慮到該產品出現(xiàn)時間不長,這無疑是相當可觀的成果,但對成功與否的真正衡量標準將是Xilinx能以多快的速度提高器件的收入。

Altera也看到其Excalibur產品得到了一定程度的應用,但應用的范圍還是小于Xilinx包括在Virtex－II Pro中的PowerPC,更遠小于Altera獲得極大成功的軟Nios 處理核。 我們相信 Altera的基于Excalibur的新設計啟動數(shù)約為50項左右,而采用其Nios核的新啟動的設計則有上千項。雖然Xilinx在其PowerPC/MicroBlaze Virtex產品方面提供了很多選擇,但Altera正在通過Nios和HardCopy(基于陣列的平臺)的推出予以還擊。

產品間的比較

每一種類型的平臺化產品都給市場帶來了價值,對于特定的應用來說,最好的選擇將取決于應用的特定的要求。表1對各種不同的平臺產品的功能進行了比較。

平臺化ASIC產品的設計啟動數(shù)

Gartner Dataquest 采用一個自下而上的模型來估計每年新啟動的采用平臺化ASIC技術的設計的數(shù)量。我們進行了不公開的調查,了解各家公司在每種類型的平臺上開發(fā)的、新啟動的設計有多少,然后將整個行業(yè)的調查數(shù)據(jù)進行匯總。圖2示出,2003年將有超過100件的平臺化ASIC設計完成,而2004年將有近250件設計出現(xiàn),我們預計2007年將會有1200件以上的設計出現(xiàn)。我們的前提假設如下：

· 當一件設計開始立項而且交付了相應的樣機,就將其計入設計啟動的統(tǒng)計結果。

·基于陣列的平臺設計將是最常見的,2003年幾乎所有的新平臺ASIC設計都屬于此類,而2007年這一比例亦將達80％以上。

·基于單元加PLD核的平臺設計在2004年以前不會啟動,在我們作出預測的時間段里相應的設計數(shù)目亦有限(每年少于100項)。

·在我們作出預測的時間段的后半段到來之前,基于單元的平臺方面的設計將不會有顯著的增加,但每項設計的收入無疑是任何一件平臺式ASIC產品中最高的。

Gartner Dataquest 的觀點

ASIC平臺和FPGA平臺的演進都遵循產品的自然發(fā)展規(guī)律。這些產品在上市時間和設計成本方面為客戶帶來的好處是顯而易見的。FPGA平臺將實現(xiàn)推動大批量化產品的發(fā)展,而且將在新啟動的設計中占據(jù)統(tǒng)治地位,但ASIC平臺將在收入方面占統(tǒng)治地位。原先,由于傳統(tǒng)ASIC的設計成本迅速上升,ASIC技術未能惠及大批客戶,而ASIC平臺技術可以為這些客戶服務,從而有望讓ASIC產業(yè)實現(xiàn)跳躍式發(fā)展�，F(xiàn)在有多項產品和多家供應商可供選擇,因此,建議用戶們在為具體應用選擇解決方案前仔細研究清楚每種選擇的優(yōu)劣之處。要獲得成功,供應商需要有自己的鮮明特色,并且能向客戶展示自己獨特的價值。平臺化產品已經(jīng)到來,而且將存在下去,那些密切關注市場發(fā)展動態(tài)的企業(yè)將獲得絕好的機會。 ■(繆民譯)