在金融风暴重创全球半导体产业之际，几乎全部的厂商都受到影响，FPGA当然也无法幸免，但若将各个类别的衰退幅度拿来做比较的话，FPGA可以说是异军突起，在大规模的产业衰退中依然稳站阵脚，并未出现巨幅的衰退，所凭借的就是其绝佳的设计弹性，以及持续突破的产品性能，使其能在严峻的成本考量中，仍可满足客户对产品性能的需求。

《图一 FPGA市场规模预测》

取代趋势明显 2013年达35亿美元

根据Gartner的统计资料，受全球金融危机的影响，2009年FPGA取代ASIC的趋势更加明显，两者的采用比已经来到30：1，许多的公司都因为成本因素，延后甚至取消ASIC的设计专案。分析师更预测，FPGA市场规模可望由2009年的25.5亿美元，成长到2013年的35亿美元，成长速度超越整体IC市场，同时FPGA 将持续在多个领域取代ASIC与ASSP；另一家研究机构iSuppli则认为，2008至2013年整体的可程式化元件市场规模，将由37.3亿美元扩张为42.2亿美元，年复合成长率达2.5%。

现在，金融风暴暂歇，FPGA的技术又更上一层楼，不但制程再升级，应用与性能也再进一个等级，尤其是在功耗降低的部分，让FPGA能被更广泛的运用在各个产品设计上，逐渐成为无所不用的解决方案。

《图二 Xilinx的堆栈式硅晶互连技术，可在单颗芯片内封装了多个FPGA晶粒。》

制程站上28nm 性能直逼ASIC

在制程方面，目前市场上两家主要的FPGA公司赛灵思（Xilinx）与Altera，都在去年各别宣布了其新一代的FPGA产品技术，并双双将新产品的制程推上28nm。相较于前一代40nm的产品，28nm产品的功耗最高可降低50%之多，其功耗大幅减少的主因就在于制程上的改良（使用台积电的HPL制程）；而除了制程之外，在静/动态电压的控制上，新产品也拥有更佳的性能。

而得利于制程与功耗的缩小，也让单颗FPGA拥有更高的容量和效能，来达成更多的创新设计。在塞灵思的部分，该公司便与台积电合作，推出业界首创的堆叠式矽晶互连技术，在单颗的FPGA晶片内封装了多个FPGA晶粒，把容量、频宽，及省电性带上新高，以满足各种需要大量电晶体与高逻辑密度的应用需求。该公司28nm产品共分3个等级，包含低成本的Artix-7系列、最佳性价比的Kintex-7系列，以及高性能的Virtex-7系列。目前Artix-7系列已开始出货，Virtex-7 则预计在今年8月与11月开始提供样品，Artix-7则将在2012年第一季提供。

Altera的28nm FPGA产品同样与台积电合作，也采用低功耗制程生产。有别于塞灵思，Altera则侧重在4G时代的高频宽传输需求，支援速率从600 Mbps到28 Gbps的收发器。另外，还强化了内建记忆体的功能，嵌入硬核和软核的记忆体控制器，并针对不同需求，推出不同容量的版本。在IP整合方面，Altera增加了多种系统级IP，包含PCI Express Gen2 x1和x4、PCIe Gen3 x8、Interlaken、40G/100G和100 Gigabit乙太网等。Altera 28nm FPGA产品则分为高阶的Stratix V、中阶的Arria V，及低成本的Cyclone V系列，另也提供FPGA转至ASIC的HardCopy V。

《图三 FPGA性能出色，也让Intel与Altera合作，将其Atom E600C处理器与Altera的FPGA芯片整合至单一封装内。》

值得注意的是，新一代FPGA产品除了导入28nm制程之外，在处理核心方面，也开始使用ARM和MIPS等第三方的处理器IP，强化整体FPGA系统的性能与整合度，让客户拥有更高的设计弹性与更多的设计支援。

类比性能再精进 大砍系统成本

不同于两大厂积极在制程上竞逐，其他的FPGA方案供应商则走向差异化市场，以超低功耗与整合混合讯号功用做为市场的切入点，虽然制程不若大厂那般的令人惊艳，但整合类比的性能却也令人刮目相看，让采用的客户可以在整体的系统成本上更加精简。

专注于可编程电源管理与时脉控制技术的莱迪思半导体（Lattice），其最新的第三代可编成混合信号元件Platform Manager，便整合了更多的类比功能，除了具备上一代的排序、热拔插、电压监控、看门狗计时、ADC/DAC功能之外，还新增了记忆体I/O管理、开机电源的系统管理、重置分配与系统介面等新功能。透过这些类比功能的整合，能简化电路板管理的设计，也降低整体成本，并提高系统的可靠性和设计灵活性。Lattice就表示，相较于传统的设计，采用其方案将可减少50%左右的元件成本。

《图四 Lattice新的第三代可编成混合信号组件Platform Manager，整合了更多的模拟功能。》

以军用、工业、医疗和航太应用为主要市场的Microsemi，在收购Actel公司之后，便取得适用此市场的高安全、高可靠度FPGA技术。其下的SmartFusion产品便是一款整合FPGA、ARM硬核和可程式设计类比电路的SoC产品，并以工业应用为主要目标市场。 SmartFusion采用快闪制程技术，以ARM Cortex-M3硬核来建构微控制器子系统，并具备可程式的类比区块，让设计人员可随时最佳化软硬体调配，无需变更电路板设计。此外，该方案还拥有独特的FlashLock技术，可提供更完善的IP安全性，主要的应用领域包含电源管理、马达控制、工业自动化以及显示器市场等。

结语

2011年也将是个新应用辈出的一年，包含3D、4G、新型智慧手机、平板电脑及数位家庭等，再再考验着系统厂的电子设计与上市能力。市场研究公司In-Stat就指出，未来电子市场的发展将是朝需要更多的可编程和高性能连接技术前进，即为可连接、多标准和多用途的需求，而这样的需求将促使系统商采用更多的可编程方案，因为在讲求快速上市及差异化的前提之下，透过可编程方案来解决这些需求将是最经济、也最有效率的途径，特别是在当前可编成晶片性能已相当成熟的情况下。

《图五》