在金融風暴重創全球半導體產業之際，幾乎全部的廠商都受到影響，FPGA當然也無法倖免，但若將各個類別的衰退幅度拿來做比較的話，FPGA可以說是異軍突起，在大規模的產業衰退中依然穩站陣腳，並未出現鉅幅的衰退，所憑藉的就是其絕佳的設計彈性，以及持續突破的產品性能，使其能在嚴峻的成本考量中，仍可滿足客戶對產品性能的需求。

《圖一 FPGA市場規模預測》

取代趨勢明顯 2013年達35億美元

根據Gartner的統計資料，受全球金融危機的影響，2009年FPGA取代ASIC的趨勢更加明顯，兩者的採用比已經來到30：1，許多的公司都因為成本因素，延後甚至取消ASIC的設計專案。分析師更預測，FPGA市場規模可望由2009年的25.5億美元，成長到2013年的35億美元，成長速度超越整體IC市場，同時FPGA 將持續在多個領域取代ASIC與ASSP；另一家研究機構iSuppli則認為，2008至2013年整體的可程式化元件市場規模，將由37.3億美元擴張為42.2億 美元，年複合成長率達2.5%。

現在，金融風暴暫歇，FPGA的技術又更上一層樓，不但製程再升級，應用與性能也再進一個等級，尤其是在功耗降低的部分，讓FPGA能被更廣泛的運用在各個產品設計上，逐漸成為無所不用的解決方案。

《圖二 Xilinx的堆疊式矽晶互連技術，可在單顆晶片內封裝了多個FPGA晶粒。》

製程站上28nm 性能直逼ASIC

在製程方面，目前市場上兩家主要的FPGA公司賽靈思（Xilinx）與Altera，都在去年各別宣佈了其新一代的FPGA產品技術，並雙雙將新產品的製程推上28nm。相較於前一代40nm的產品，28nm產品的功耗最高可降低50%之多，其功耗大幅減少的主因就在於製程上的改良（使用台積電的HPL製程）；而除了製程之外，在靜/動態電壓的控制上，新產品也擁有更佳的性能。

而得利於製程與功耗的縮小，也讓單顆FPGA擁有更高的容量和效能，來達成更多的創新設計。在塞靈思的部分，該公司便與台積電合作，推出業界首創的堆疊式矽晶互連技術，在單顆的FPGA晶片內封裝了多個FPGA晶粒，把容量、頻寬，及省電性帶上新高，以滿足各種需要大量電晶體與高邏輯密度的應用需求。該公司28nm產品共分3個等級，包含低成本的Artix-7系列、最佳性價比的Kintex-7系列，以及高性能的Virtex-7系列。目前Artix-7系列已開始出貨，Virtex-7 則預計在今年8月與11月開始提供樣品，Artix-7則將在2012年第一季提供。

Altera的28nm FPGA產品同樣與台積電合作，也採用低功耗製程生產。有別於塞靈思，Altera則側重在4G時代的高頻寬傳輸需求，支援速率從600 Mbps到28 Gbps的收發器。另外，還強化了內建記憶體的功能，嵌入硬核和軟核的記憶體控制器，並針對不同需求，推出不同容量的版本。在IP整合方面，Altera增加了多種系統級IP，包含PCI Express Gen2 x1和x4、PCIe Gen3 x8、Interlaken、40G/100G和100 Gigabit乙太網等。Altera 28nm FPGA產品則分為高階的Stratix V、中階的Arria V，及低成本的Cyclone V系列，另也提供FPGA轉至ASIC的HardCopy V。

《圖三 FPGA性能出色，也讓Intel與Altera合作，將其Atom E600C處理器與Altera的FPGA晶片整合至單一封裝內。》

值得注意的是，新一代FPGA產品除了導入28nm製程之外，在處理核心方面，也開始使用ARM和MIPS等第三方的處理器IP，強化整體FPGA系統的性能與整合度，讓客戶擁有更高的設計彈性與更多的設計支援。

類比性能再精進 大砍系統成本

不同於兩大廠積極在製程上競逐，其他的FPGA方案供應商則走向差異化市場，以超低功耗與整合混合訊號功用做為市場的切入點，雖然製程不若大廠那般的令人驚艷，但整合類比的性能卻也令人刮目相看，讓採用的客戶可以在整體的系統成本上更加精簡。

專注於可編程電源管理與時脈控制技術的萊迪思半導體（Lattice），其最新的第三代可編成混合信號元件Platform Manager，便整合了更多的類比功能，除了具備上一代的排序、熱拔插、電壓監控、看門狗計時、ADC/DAC功能之外，還新增了記憶體I/O管理、開機電源的系統管理、重置分配與系統介面等新功能。透過這些類比功能的整合，能簡化電路板管理的設計，也降低整體成本，並提高系統的可靠性和設計靈活性。Lattice就表示，相較於傳統的設計，採用其方案將可減少50%左右的元件成本。

《圖四 Lattice新的第三代可編成混合信號元件Platform Manager，整合了更多的類比功能。》

以軍用、工業、醫療和航太應用為主要市場的Microsemi，在收購Actel公司之後，便取得適用此市場的高安全、高可靠度FPGA技術。其下的SmartFusion產品便是一款整合FPGA、ARM硬核和可程式設計類比電路的SoC產品，並以工業應用為主要目標市場。SmartFusion採用快閃製程技術，以ARM Cortex-M3硬核來建構微控制器子系統，並具備可程式的類比區塊，讓設計人員可隨時最佳化軟硬體調配，無需變更電路板設計。此外，該方案還擁有獨特的FlashLock技術，可提供更完善的IP安全性，主要的應用領域包含電源管理、馬達控制、工業自動化以及顯示器市場等。

結語

2011年也將是個新應用輩出的一年，包含3D、4G、新型智慧手機、平板電腦及數位家庭等，再再考驗著系統廠的電子設計與上市能力。市場研究公司In-Stat就指出，未來電子市場的發展將是朝需要更多的可編程和高性能連接技術前進，即為可連接、多標準和多用途的需求，而這樣的需求將促使系統商採用更多的可編程方案，因為在講求快速上市及差異化的前提之下，透過可編程方案來解決這些需求將是最經濟、也最有效率的途徑，特別是在當前可編成晶片性能已相當成熟的情況下。

《圖五》