前不久，Lattice收購案再次被美國政府叫停，業(yè)界越發(fā)深刻認(rèn)識到FPGA是有錢也買不到的高端先進(jìn)技術(shù)，發(fā)展國產(chǎn)FPGA唯有走正向設(shè)計(jì)自主研發(fā)之路。

FPGA在集成電路設(shè)計(jì)中，其設(shè)計(jì)門檻高、工藝制程新、資金投入大、技術(shù)人才緊缺，國產(chǎn)FPGA在追趕國際一流水平的道路上困難重重。

FPGA與CPU、DSP并稱為三大系列主流處理器，相比CPU、DSP的國產(chǎn)化進(jìn)程，F(xiàn)PGA卻落后了一大截。FPGA市場多年來被四大巨頭Xilinx、Altera（已被Intel收購）、Lattice、Actel（已被Microsemi收購）基本壟斷，國產(chǎn)FPGA的發(fā)展對于我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)真正自主至關(guān)重要。

10月26日，正值IC China 2017展會(huì)期間，廣東高云半導(dǎo)體科技股份有限公司（以下簡稱“高云半導(dǎo)體”）在上海東錦江希爾頓逸林酒店隆重召開2017年度新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)，發(fā)布了小而專的GW1NS-2 SoC、高精尖的GW3AT高性能FPGA和RISC-V平臺化產(chǎn)品。

走正向設(shè)計(jì)之路

盡管反向設(shè)計(jì)省去了很多麻煩，但違背了掌握核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的本意。因此，高云半導(dǎo)體堅(jiān)定地走正向設(shè)計(jì)之路。高云半導(dǎo)體首席執(zhí)行官朱璟輝認(rèn)為：“這是一條荊棘叢生但前途光明的路?！?/p>

高云半導(dǎo)體首席執(zhí)行官朱璟輝先生

正向設(shè)計(jì)難度巨大，持續(xù)的資金投入、巨大的設(shè)計(jì)難度和殘酷的市場競爭，這也是我國本土FPGA廠家并不像其他產(chǎn)業(yè)那樣百花齊放的原因，而從中堅(jiān)持下來，跨越技術(shù)門檻，高云半導(dǎo)體做到了。

高云半導(dǎo)體2014年1月成立，猶如橫空出世，僅3年的時(shí)間，先后推出了晨熙、小蜜蜂兩個(gè)家族、4個(gè)系列FPGA產(chǎn)品，涵蓋了11個(gè)型號、50多種封裝的芯片，一躍成為國產(chǎn)FPGA領(lǐng)導(dǎo)者。

據(jù)介紹，高云的底氣源于：其擁有一支國內(nèi)最好的FPGA技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)，其核心團(tuán)隊(duì)均在國外FPGA四大巨頭有十年以上的重要經(jīng)驗(yàn)；擁有核心自主知識產(chǎn)權(quán)，專利數(shù)據(jù)持續(xù)上升中；強(qiáng)大的合作伙伴，世界一流的晶圓廠、封裝測試廠、IP供應(yīng)商以及半導(dǎo)體聯(lián)盟、協(xié)會(huì)等與高云都有著緊密合作。

“高云半導(dǎo)體目前的流片成功率為100％”，朱總介紹時(shí)頗為自豪。

晨熙家族GW2A/GW2AR系列

晨熙家族產(chǎn)品作為中密度FPGA典型代表，采用了成熟的55nm SRAM制造工藝，包括GW2A-55、GW2A-18、GW2AR-18三個(gè)型號和近十種封裝，擁有不低于競爭對手的片上資源。其中，GW2AR-18中可以提供128M DDR/64M SDRAM同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲器，與國外產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)差異化優(yōu)勢。

GW2A-55不僅在同等密度的器件里I/O最多，也是國內(nèi)首款400萬門級中密度FPGA器件，晨熙家族產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制、工業(yè)視頻、服務(wù)器、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。

小蜜蜂家族GW1N/GW1NR系列

另一個(gè)系列產(chǎn)品是以非易失性為特色的小蜜蜂家族，基于業(yè)界領(lǐng)先的55nm嵌入式Flash+SRAM制造工藝，主要面向低密度FPGA市場，具有低功耗、瞬時(shí)啟動(dòng)、低成本、非易失性、高安全性、封裝類型豐富、使用方便靈活等特點(diǎn)。

小蜜蜂家族包含GW1N、GW1NR兩個(gè)系列，其中GW1NR系列集成了高云半導(dǎo)體首創(chuàng)的可隨機(jī)訪問的用戶閃存模塊，是嵌入式用戶存儲器方面國際首創(chuàng)的非易失性FPGA器件，有效的拓廣了應(yīng)用范圍，除了可滿足傳統(tǒng)通信、工業(yè)控制、視頻監(jiān)控等領(lǐng)域的應(yīng)用需求外，還為消費(fèi)類行業(yè)客戶提供了更多的選擇。

“目前市場上只有兩家在做非易失性FPGA，一家是Lattice，還有一家就是我們，高云的優(yōu)勢在于產(chǎn)品可以重復(fù)編程。”朱總對小蜜蜂家族系列相當(dāng)看中，“這些低密度非易失性FPGA已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的CPLD，且已成為低密度FPGA市場的絕對主力。每年約有5億美元的市場銷售額，高云在其中看到了很多的機(jī)會(huì)?！?/p>

一塊易失性FPGA+非易失性閃存的組合存在安全問題，一旦閃存被他人獲取，設(shè)計(jì)成果也就被獲知了，并不能構(gòu)成真正的非易失性FPGA。小蜜蜂家族非易失性的實(shí)現(xiàn)采用獨(dú)有技術(shù)，創(chuàng)新的硬件加密技術(shù)有效保護(hù)設(shè)計(jì)。

自主產(chǎn)權(quán)EDA軟件

高云半導(dǎo)體具有自主知識產(chǎn)權(quán)EDA開發(fā)軟件——云源軟件已更新至1.7.9版本，內(nèi)嵌經(jīng)Synopsys正規(guī)授權(quán)的Synplify Pro，支持Verilog、VHDL等語言的混合編程，內(nèi)嵌豐富的設(shè)計(jì)輔助工具與硬件調(diào)試工具，可以完成FPGA開發(fā)過程中綜合、布局、布線及產(chǎn)生比特流等一站式工作，幫助用戶生成高質(zhì)量的編譯結(jié)果，滿足高、中、低密度FPGA的開發(fā)需要。

為加速用戶產(chǎn)品研發(fā)，方便用戶創(chuàng)新設(shè)計(jì)，高云半導(dǎo)體還推出了自主產(chǎn)權(quán)軟核集，囊括了多種總線接口IP、高速DDR接口IP、MIPI接口IP、LVDS LCD控制器、嵌入式內(nèi)存控制器等IP軟核。

新品具有國際競爭力

FPGA的主要競爭對手是ASSP和ASIC，后兩者加起來市場銷量是FPGA的20多倍以上。而ARM架構(gòu)的微處理器市場發(fā)展迅速。FPGA + ARM內(nèi)核的架構(gòu)將有助于提高FPGA的競爭力，進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用市場的范圍。

發(fā)布會(huì)現(xiàn)場重磅推出的GW1NS-2 SoC FPGA集成了Cortex-M3、MIPI、USB、ADC等組件，延續(xù)了小蜜蜂系列的優(yōu)勢，可以切入傳統(tǒng)的MCU市場。加入U(xiǎn)SB 2．0的功能是GW1NS-2的創(chuàng)新之處，可運(yùn)用于伺服電機(jī)控制器、Type C CD／PD、各種顯示控制器／人機(jī)界面等。

朱總認(rèn)為，新市場的切入離不開完整解決方案，精準(zhǔn)定位+完整行業(yè)解決方案是高云提升競爭力的關(guān)鍵。

在中低密度耕耘了3年半，為了真正參與國際競爭，達(dá)到產(chǎn)品全線覆蓋，高云半導(dǎo)體中高密度產(chǎn)品也計(jì)劃了很久，蓄勢待發(fā)。GW3AT-100是國產(chǎn)首款28nm中高密度FPGA，能對標(biāo)Xilinx K7?？蛇\(yùn)用于無線微小基站、機(jī)器視覺、智能工業(yè)、并行運(yùn)算和深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域。

GW3AT-100采用臺積電28nm工藝制造，優(yōu)化了FPGA Fabric速度和功耗，支持PCIe 2.0/5Gbps、XAUI/3.125Gbps、RXAUI/6.25Gbps、CEI-6G/6.25Gbps和自定協(xié)議/250M-6.8Gbps等多種協(xié)議，另外還有支持x1、x2、x4、x8和Root Poot/ Endpoint多種協(xié)議的PCIe2.0硬核。

多協(xié)議 SERDES 250Mbps-6.8Gbps是GW3AT-100對標(biāo)Xilinx K7的獨(dú)有亮點(diǎn)。

RISC-V帶來的機(jī)遇

RISC-V是一款開源的精簡指令集架構(gòu)，電子技術(shù)應(yīng)用曾對RISC-V做過圖說新聞《全面解讀開源指令集RISC-V》。

前不久，高云宣布加入RISC-V基金會(huì)，成為該組織成員中第一家中國FPGA供應(yīng)商。朱總表示：“RISC-V使得‘用極小的代價(jià)就可以定制出低成本、高性能的SoC’成為可能，這對高云半導(dǎo)體而言是一個(gè)難得的歷史機(jī)遇?！?/p>

盡管ARM近幾年對初創(chuàng)公司也采取了一系列優(yōu)惠的行動(dòng)，RISC-V生態(tài)成熟尚需時(shí)日，但RISC-V的發(fā)展還是受到了業(yè)界的期待。

據(jù)悉，高云計(jì)劃在2018年Q2給其FPGA芯片嵌入RISC-V軟核，晨熙家族FPGA器件將率先進(jìn)行設(shè)計(jì)。

發(fā)布會(huì)上，朱總透露計(jì)劃2020年發(fā)布針對高性能、高附加值的高密度10nm GW4ST-400，屆時(shí)高云半導(dǎo)體將全面覆蓋低密度、中密度、高密度產(chǎn)品線。高云在硅谷的研發(fā)中心將會(huì)給企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃提供世界級的前瞻性指導(dǎo)，這也是高云能把握行業(yè)動(dòng)態(tài)，3年時(shí)間一舉跨入國產(chǎn)FPGA領(lǐng)先地位，參與國際競爭的重要原因。