預(yù)言家稱可編程SoC將掀起下一輪半導(dǎo)體熱潮

根據(jù)索尼公司的企業(yè)顧問、業(yè)界展望權(quán)威Tsugio Makimoto的說法，半導(dǎo)體的下一輪熱潮將是帶有現(xiàn)場可編程單元的可定制系統(tǒng)級芯片(SoC)和系統(tǒng)級封裝(SiP)器件。將于2007年開始的這一新紀(jì)元將構(gòu)筑在現(xiàn)場可編程特性上，而這種特性顯示當(dāng)今設(shè)計的特點，Makimoto指出。

創(chuàng)建自動的SoC和SiP器件所需要的新技術(shù)包括：無掩膜芯片制造、用于SiP器件的超級互連以及用于設(shè)計元件和定義規(guī)格的綜合電子工藝等。但現(xiàn)場可編程性仍將是個關(guān)鍵部分，Makimoto說。


他于1987年提出的“Makimoto熱潮”模型認(rèn)為，半導(dǎo)體市場將會在10年標(biāo)準(zhǔn)化和10年定制化之間交替地向前發(fā)展。當(dāng)今現(xiàn)場可編程性的盛行鞏固了Makimoto作為預(yù)言家的聲譽。


Makimoto說，電子行業(yè)也在進入第二波的數(shù)字化時期。第一波是有關(guān)個人電腦的，而第二波將集中在消費類電子產(chǎn)品上，眾多半導(dǎo)體產(chǎn)品將從模擬轉(zhuǎn)向數(shù)字。

一臺數(shù)字電視中所用半導(dǎo)體的總成本大約比模擬電視中所用的高7倍，Makimoto引用一份報告說。而對數(shù)碼相機來說，成本增加了約10倍。到2005年時，消費類產(chǎn)品中使用的半導(dǎo)體將超過PC中所用的，Makimoto引用另一份市場研究預(yù)測說。


模擬產(chǎn)品的生命一般持續(xù)3至5年，他說，但數(shù)字產(chǎn)品的生命從開始到結(jié)束大約只有1年。數(shù)字消費類產(chǎn)品的生命周期比模擬產(chǎn)品更短，這將更大地推動半導(dǎo)體的消費量。


為了應(yīng)對這么短的生命周期，對于要用在那些產(chǎn)品中的半導(dǎo)體來說，“現(xiàn)場可編程性是必需的，”Makimoto說。


消費類電子產(chǎn)品向數(shù)字電路的迅速轉(zhuǎn)移以及更短的面市時間都證實了Makimoto的預(yù)測。1995年，他提出了一個轉(zhuǎn)折點概念，達(dá)到該點時，對于設(shè)計師來說從成本的角度FPGA比ASIC更合理。他當(dāng)時說，對于那些需要一個5萬門器件、運行在50 MHz、總產(chǎn)量5萬臺的應(yīng)用，F(xiàn)PGA更有優(yōu)勢。到2000年時轉(zhuǎn)折點已經(jīng)變了，對于那些需要10萬門器件、運行在100 MHz、總產(chǎn)量10萬臺的應(yīng)用，F(xiàn)PGA更經(jīng)濟合算。


到2005年時，F(xiàn)PGA的轉(zhuǎn)折點將是針對30萬門的300MHz產(chǎn)品、產(chǎn)量為30萬臺的應(yīng)用，他說。


SoC器件預(yù)計在未來的數(shù)字消費類產(chǎn)品中將扮演一個重要角色，它們可改善性能，降低功耗，并且相比板級解決方案所用芯片的數(shù)目更少。但SoC設(shè)計的生產(chǎn)率較低，同時光刻、掩膜和測試的費用都在上漲。
SoC會有賺錢的一天嗎？“某些情況下是的，但不總是這樣，”Makimoto說，“輔以SiP器件是一個解決辦法；可編程性是另一種辦法。


他指出，現(xiàn)場可編程技術(shù)將以許多形式出現(xiàn)，而不僅僅是FPGA。


一個潛在的發(fā)展方向是，在傳統(tǒng)SoC中集成一塊可編程邏輯，從而創(chuàng)建出靈活的硬件。可重配置處理器就是這種硬件的可能例子之一。


索尼最近推出了一款可重配置的處理器，它在一塊芯片上集成了一個CPU和一個可重配置的“虛擬移動引擎”(VME)。雖然可重配置計算以前都是用在大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理通信器件中，但索尼說它將把這款VME瞄準(zhǔn)移動系統(tǒng)，以期在降低功耗的同時增加其功能性。


該VME的可重配置架構(gòu)可根據(jù)它必須執(zhí)行哪個任務(wù)來動態(tài)地改變其邏輯操作。索尼的自適應(yīng)轉(zhuǎn)換音頻編碼(Atrac-3)器件是一款音頻解碼器芯片，用于光學(xué)MiniDisc系統(tǒng)，它的功耗為4毫瓦，大約是執(zhí)行同樣解碼功能的DSP功耗的1/4，Makimoto說。索尼目前將這款可重配置處理器用在其Net Walkman和CD Walkman產(chǎn)品中。