首顆FD-SOI工藝FPGA芯片誕生！萊迪思開啟逆襲之路

首顆FD-SOI工藝FPGA芯片誕生！萊迪思開啟逆襲之路？！電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文／黃晶晶）萊迪思半導體位居全球FPGA廠商第三，雖然與前兩大公司賽靈思和英特爾（收購Altera）的營收有所差距，但作為以低功耗、小型化著稱的FPGA廠商在消費類電子、工業(yè)等領域取得了成功。近年，其策略發(fā)生了重要的變化，推出了轉(zhuǎn)型之作。萊迪思業(yè)績向好財報顯示，萊迪思半導體2019年第三季度總收入為1億美元，同比增長2%。三季度毛利潤為59.4%，同比增長190個基點。三季度凈利潤為1300萬美元，同比增長94%。萊迪思對于第四季度業(yè)績的預期，2019年第四季度的收入預計在9700萬美元至1.03億美元之間。

2019年萊迪思的股價飛速增長，從年初的6美元左右最高漲至21.16美元，直到12月仍維持在18美元左右，也就是今年以來萊迪思的股價至少漲了三倍。

觀察其最新的策略，今年以來，萊迪思另辟蹊徑，不再只關注消費類市場，而是針對新興應用開始了布局。剛剛發(fā)布的這顆FPGA新品可以說是最好的詮釋。發(fā)布首顆基于三星28nmFD-SOI工藝的FPGA芯片萊迪思發(fā)布的這顆基于Nexus

FPGA技術平臺的產(chǎn)品CrossLink-NX，為開發(fā)人員提供了構(gòu)建通信、計算、工業(yè)、汽車和消費電子系統(tǒng)的創(chuàng)新嵌入式視覺和AI解決方案時所需的低功耗、小尺寸、可靠性和高性能特性。

上海萊迪思半導體亞太區(qū)產(chǎn)品市場部總監(jiān)陳英仁介紹說，CrossLink-NX系列FPGA采用了三星的28nmFD-SOI制造工藝，這是FPGA領域首次采用FD-SOI工藝，這一工藝與Lattice的全新FPGA架構(gòu)的結(jié)合，優(yōu)化了小尺寸、低功耗應用。

圖：上海萊迪思半導體亞太區(qū)產(chǎn)品市場部總監(jiān)陳英仁（來源：電子發(fā)燒友網(wǎng)）

“我們之前主要做消費類市場，一些技術很難復用，此次我們首次采用了FD-SOI工藝，在同一個FPGA技術平臺上，能夠復用設計，降低開發(fā)成本，加速產(chǎn)品迭代，我們將持續(xù)開發(fā)新產(chǎn)品，聚焦充分發(fā)揮28nmFD-SOI的優(yōu)勢。”陳英仁表示。

低功耗：與同類FPGA相比，CrossLink-NX功耗降低75％

由于可編程反饋偏壓技術，可以針對每款器件的性能與功耗進行優(yōu)化。通常來說，低功耗與高性能需求存在矛盾之處，而這顆芯片針對便攜設備等應用能夠提供低功耗優(yōu)化，由于運行功耗低，節(jié)省設備的風扇等配件，降低產(chǎn)品成本，同時提高穩(wěn)定性。

可靠性高：軟錯誤率（SER）比同類FPGA低100多倍

CrossLink-NX的軟錯誤率（SER）比同類FPGA低100多倍，對于要求運行時絕對安全可靠的關鍵應用而言，是絕佳的解決方案選項。

陳英仁解析，系統(tǒng)不穩(wěn)定性主要來自于外太空的輻射，由于中子在地球上的穿透力，會對CMOS制程有所干擾，造成軟失效，即軟錯誤率。28nmFD-SOI工藝有一個很薄的絕緣層，將SER降低100倍。這一特性對于保障戶外、工業(yè)、汽車、通信和數(shù)據(jù)中心等應用的運行環(huán)境至關重要。

高性能：高速接口，超快配置，助力AI處理

CrossLink-NXFPGA支持各種高速I/O（包括MIPI、PCIe和DDR3存儲器），非常適合嵌入式視覺應用；

某些應用不允許系統(tǒng)啟動時間過長，例如工業(yè)馬達控制。為了滿足這類應用需求，CrossLink-NX可以在3毫秒內(nèi)實現(xiàn)超快速的I/O配置，在不到15毫秒內(nèi)完成全部器件配置。

為了在網(wǎng)絡邊緣設備上高效地支持AI推理，CrossLink-NX平均每個邏輯單元有170bit存儲空間，擁有同類產(chǎn)品中最高的存儲與邏輯比，性能是上一代產(chǎn)品的2倍。

小尺寸：僅為6x6mm，比同類FPGA小十倍

首款CrossLink-NX器件的尺寸僅為6x6mm，比同類FPGA小十倍之多，能夠更好地支持客戶減小系統(tǒng)尺寸。

軟件工具和IP：

除了全新的LatticeRadiant2.0設計軟件外，萊迪思還提供了包括MIPID-PHY、PCIe、SGMII和OpenLDI等接口在內(nèi)的IP核庫，以及常用的嵌入式視覺應用演示，例如4：1圖像傳感器聚合。

為嵌入式視覺與邊緣計算賦能由于FPGA具有并行處理能力，因此是嵌入式視覺和AI應用的絕佳硬件平臺。這種并行架構(gòu)大大地加快了數(shù)據(jù)推理等特定處理工作的效率。目前在端側(cè)進行邊緣處理的方式有多種，包括CPU、GPU、ASIC、FPGA等，那么FPGA用于邊緣計算的優(yōu)勢又是什么？

陳英仁解析，F(xiàn)PGA擁有足夠地彈性，啟動時間短、接口豐富，可接多個傳感器等。而SoC或ASIC理論上效率不高，純ASIC失去靈活地彈性，SoC又是串行處理，啟動時間比不上FPGA.

這在嵌入式應用當中，例如手機屏幕快速亮屏，汽車啟動時屏幕快速亮屏，減少等待時間等，F(xiàn)PGA能夠帶來更優(yōu)的體驗。

在一些需要增加兼顧功能簡單與成本的應用場景，就特別適合使用FGPA。比如給廣告機增加一個手勢識別功能用于屏幕頁面翻頁。若增加觸控功能，成本不經(jīng)濟，用FPGA能夠見縫插針地對產(chǎn)品進行快速升級。又如人流量統(tǒng)計，只需采用最簡單的方法即外加攝像頭，通過FPGA來處理即可。

新一代FPGA芯片存儲容量變大，接口速度變快，功耗更低，性能更強，使得嵌入式視覺、AI推理等在端側(cè)的處理能力得到升級。不同于工程師寫算法進行方案開發(fā)耗時久，現(xiàn)在通過強大性能的處理芯片，提供圖像樣本、數(shù)據(jù)樣本等，提供AI訓練的工具，AI就可能發(fā)揮其自學習的能力，最終讓設備在端側(cè)更加智能化。

過去四年，萊迪思出貨了10億顆芯片，在消費類電子等領域以其穩(wěn)定性和可靠性得到客戶的廣泛認可。

此次CrossLink-NX器件的推出主要面向工業(yè)、汽車電子等領域，可以看到，萊迪思的市場拓展已經(jīng)邁向一個新的臺階。而這顆FPGA芯片以及后續(xù)的研發(fā)計劃完全有能力承載這一轉(zhuǎn)型的持續(xù)推進。

“FPGA的應用高可達大數(shù)據(jù)中心、云計算等市場，低可在消費類追求極致的性價比，我們看到介于兩者之間的市場還有很大的發(fā)展空間，而這就是萊迪思正在聚焦的地方?！标愑⑷时硎?，這類市場例如工業(yè)、汽車等對FPGA的要求不如數(shù)據(jù)中心市場高端，卻對FPGA適度的性能、功耗有要求，這些領域的一大特點即是嵌入邊緣計算，邊緣智能。

CrossLink-NX計劃于2020年上市，萊迪思并已向部分客戶提供器件樣品。除了在28nmFD-SOI制造工藝不斷開拓不同版本的產(chǎn)品之外，例如現(xiàn)在提供的邏輯單元為17K和39K在某些應用上可能不太夠用，后續(xù)會推出更大容量的產(chǎn)品，萊迪思也正在研發(fā)采用新工藝的下一代FPGA產(chǎn)品。

小結(jié)：

在目前，高端FPGA芯片在數(shù)據(jù)中心市場由兩家FPGA巨頭“較量”，低端FPGA芯片