• 标题
  • 全文

首页 > 重大收购当前,FPGA又火一把!其中门道你都了解吗?

重大收购当前,FPGA又火一把!其中门道你都了解吗?
2020-10-19 标签: ICNET  元件与制造  半导体 来源:ICNET


近日,据某供应商发出来的消息,赛灵思(Xilnix)将从2021年4月15日起,对其Spartan-6、Virtex-6、Kintex-7、Virtex-7系列的产品涨价25%,而涨价的理由则是由于新冠疫情影响一些老旧产品的相关成本上涨,提价的目的是为了延续这些产品的支持,以避免停产。


然而就在本月初,世界第二大处理器厂商AMD欲300亿美元收购FPGA厂商赛灵思(Xilnix)。作为FPGA界的大哥,赛灵思(Xilnix)是否接受还未可知,但如果这笔交易成功,AMD也将拥有FPGA产品线,不仅能加强自身CPU的能力,同时减少一个有力的竞争对手,可谓双赢的局面,这也是当初英特尔收购阿尔特拉(Altera)的重要理由。


继ADI收购美信、英伟达收购ARM后,这或将是今年IC圈第三起重量级并购。



FPGA全称现场可编程逻辑门阵列,这种芯片早在80年代就已出现,其发明者就是大名鼎鼎的赛灵思公司。简单概括原理,FPGA本身是一块“白板”,但这块白板预先布好了逻辑单元以及线路,对其编程即可实现特定作用。如果需要改变用途,对FPGA重新编程即可实现,可谓快捷便利。


FPGA之所以能够实现这一特性,根源在于独特的结构。当前在产的FPGA不论哪款,都有以下核心部分,它们分别是:可编程逻辑单元(CLB)、可编程输入输出单元(IOB)、嵌入式内存(BRAM)以及内部连线等。它们的排布形式如下图:



简单来说,系统设计师可以通过编程,把FPGA内部的各个部分连接起来,从而实现所要达到的功能。相比专用芯片(ASIC)从设计到流片,再到量产的全部过程,用FPGA开发系统可使流程大幅缩短,且更加灵活。


近年来,机器学习、服务器乃至比特币挖矿等领域发展迅猛,FPGA凭借快速开发的优势走入风口。对于一些小的创业团体及项目来说,使用ASIC会面临高成本、长周期等问题,采用FPGA进行开发则可完美规避上述问题。若后期项目做大,依照FPGA开发的成果再去做ASIC,也将事半功倍。


另一方面,目前CPU的摩尔定律趋向终结,性能提升的潜力已经不大。然而FPGA由于架构特殊,其浮点运算性能强于CPU,延迟短于GPU,这两大特性适合于计算密集型任务。近年来,百度、微软等公司开始在数据中心大规模部署FPGA,确实能提升效率。


而在性能之外,不要忘记FPGA还有极强的灵活性,能够针对不同任务进行编程定制。数据中心所执行的计算任务灵活多变,FPGA正好能够适应这一特殊需要。


总的来说,不论是对于小的机器学习创业项目,还是大企业的数据中心,FPGA都能良好契合需求,发挥独到作用。对英特尔、AMD两大处理器厂商来说,在摩尔定律终结之前布局FPGA,确实具有前瞻性。


早在2016年,英特尔就已经收购FPGA行业的大厂阿尔特拉(Altera),而今AMD收购赛灵思,如果成功的话也就能获得同等竞争力,日后处理器行业的格局演变也是很值得关注。


相比现在的CPU普遍采用10nm左右的工艺,FPGA则是成熟工艺、先进工艺都有相应产品在产,能够满足不同成本要求的开发项目。在英特尔的FPGA产品线中,最低端的MAX系列FPGA工艺为55nm,最高端的Agilex系列则是基于10nm工艺。



赛灵思的产品线,最低端的SPARTAN系列基于45nm工艺,最高端的VIRTEX和KINTEX系列则是16nm。



从外观上看,FPGA与CPU非常类似,都是BGA封装的芯片,如下图:



由于FPGA产品线复杂、用途广泛,因此市场保有量庞大,与其他类型的IC一样,FPGA在市面上鱼目混珠,这其中就难免出现一些问题。


以上面所示的这枚Altera(现归英特尔)品牌的Cyclone IV GX系列FPGA为例,它的外表看似没有问题,但从侧面放大观察,即可发现二次涂层痕迹。下图所示,最上方那一层薄薄的新涂层,就是翻新的“罪证”。



翻新问题在很多有年头的IC器件中常有出现,FPGA也不例外。像上面所示的Altera品牌Cyclone IV GX系列早在2009年就已经有了,市场保有量大,有翻新货不足为奇。广大客户在经手这类货品时,一定要仔细检查外观,必要的时候要去权威机构进行检测。


除了翻新,还有几类外观缺损容易在FPGA上边出现。其中之一,FPGA侧面时有夹痕、划痕等破损,见下图:




上边这枚Altera品牌Stratix II系列FPGA,乍一看没有外观问题,但从侧面观察,即可看到夹痕。


除此以外,FPGA由于是BGA封装,底部的基板、锡球更是“重灾区”,常见的外观缺损诸如基板划痕、基板脏污、锡球压痕、锡球不共面等。这些问题可能导致芯片上机失效或短路等故障,需要提起重视。




总而言之,FPGA采用BGA封装,体积较大且结构较为复杂,不少问题都要仔细观察才能发现。另外,基于赛灵思所要涨价的系列,在购买时候务必仔细验货,尤其要注意侧部、基板、锡球等关键部位的细节,必要时找权威机构进行检测,避免出现不必要的风险。





关于IC交易网(www.ic.net.cn)


IC交易网创立于1999年,是国内首家电子元器件交易平台。始终秉承着“务实”和“创新”的理念,为国内外的电子元器件分销商和采购商提供“安全、可靠、真实、高效”的交易服务。凭借业内二十多年的沉淀和积累,并依托于专业的技术团队,优质的服务意识,多元化的产品优势,使IC交易网成为国内电子元器件交易平台的领军者。


欲了解更多信息,敬请访问:www.ic.net.cn或搜索IC交易网微信平台(公众号中搜索“IC交易网服务中心”或“IC交易网”加关注)及关注IC交易网官方微博(@IC交易网)。



© Beijing Chuangxin Online Network&Technology Ltd     京ICP备05069643号

IC交易网订阅号

ETIME元器件