在半導體芯片領域,FPGA(現場可編程邏輯門陣列)有著不可忽視的作用和地位。隨著半導體工藝不斷演進,FPGA的設計技術也隨之不斷優化,逐漸從電子設計的外圍器件轉變為數字系統的核心。在5G、AI和物聯網等技術的推動下,FPGA市場前景廣闊。據MRFR數據顯示,2019年全球FPGA市場規模達69．06億美元,預計2025年全球FPGA的市場規模有望達到125億美元,年復合增長率達10．42%。
6月29日,以低功耗產品著稱的萊迪思(Lattice)發布了全新FPGA產品CertusPro?-NX,據萊迪思現場技術支持總監蒲小雙(Jeffery PU)介紹,該產品是基于Lattice Nexus?平臺開發的第四個FPGA系列產品,配有業內最佳系統傳輸帶寬及領先的功耗效率,滿足廣泛的市場需求。
延續低功耗產品優勢
在電子設計中,芯片的功耗隨著半導體工藝的發展而迅速增加,這也增大了芯片的發熱量。半導體產業發展至今,功耗至始至終都是芯片設計必須要考慮的主要因素。降低FPGA功耗能夠使散熱管理得到簡化,從而簡化電路設計,提高系統可靠性。
萊迪思Nexus技術持續為FPGA低功耗產品提供創新驅動力。從2019年至今,萊迪思已經連續推出了四款基于Lattice Nexus?技術的FPGA產品,從嵌入式視覺到安全,再到通用產品,專注于降低FPGA功耗、提高系統性能和抗干擾能力。
本次發布的CertusPro?-NX系列FPGA產品搭載50-100K邏輯單元、嵌入式存儲器、DSP模塊,結合三星 28nm FD-SOI 半導體制造技術,延續低功耗FPGA架構,具有高功耗效率、高性能、高可靠性等行業領先優勢。同時,該產品還配置了7．3Mb的嵌入式內存塊,包括EBR和LRAM等,支持LPDDR4、1066Mbps DDR3,這也是行業內唯一支持LPDDR4外部存儲器的FPGA。
CertusPro?-NX FPGA支持多達8個可編程的SERDES通道,速率高達10Gbps,支持靈活的多協議PCS,同時支持10GE、PCIe Gen 3、DP/eDP、SLVS-EC、CoaXPress等主流通信與顯示接口。此外,萊迪思FPGA產品最大可支持100K邏輯單元,封裝尺寸最小可達 9 x 9 mm,引腳間距可達到0．5mm,極大縮減了系統空間。
全新的FPGA產品包括CPNX-50K和CPNX-100K兩個型號,分別擁有52K和96K的邏輯單元數量。通用FPGA細分市場種類繁多,廣泛應用于5G蜂窩網絡、人工智能和物聯網等領域,為客戶提供低功耗、小封裝和高帶寬的FPGA系統解決方案。
性能超越同類競品
憑借行業領先的功耗效率和系統帶寬,與同類競品相比,CertusPro?-NX FPGA極具市場競爭優勢。通過與FD-SOI技術低功耗設計相結合,優化了FPGA整體架構,降低了系統總體功耗。與英特爾(intel)和賽靈思(Xilinx)同類型FPGA產品相比,萊迪思CertusPro?-NX FPGA總功耗最多降低了四倍,SERDES帶寬提高了兩倍。
在封裝尺寸的比較上,CertusPro-NX 100K LC可達到81mm2,允許OEM在減小芯片尺寸或在有限空間內增加更多功能。擁有相同邏輯單元的Xilinx Artix-7 100K LC的尺寸面積為529mm2,是CertusPro-NX的6．5倍;而尺寸面積為121mm2的Intel Cyclone V GT 77K LC,邏輯單元僅有77K。此外,CertusPro-NX FPGA產品可靠性能顯著,適用于強固型應用,廣泛應用于戶外、汽車、工業、安防等惡劣環境,由于功耗的降低,此系列FPGA可支持從-40℃至125℃的結溫范圍,軟錯誤率(FIT)降低了100倍。
專為邊緣處理優化
隨著機器視覺、工業物聯網、5G等領域市場不斷擴大,FPGA在這些市場的應用也越來越廣泛。作為全球第三大FPGA供應商,萊迪思主打低功耗、小封裝市場,專攻工業、汽車、通信和消費電子等應用場景。三星和蘋果都曾采用萊迪思的FPGA芯片。
萊迪思FPGA系列產品的低功耗性能對優化散熱管理起到關鍵作用,其更高的接口帶寬也讓數據傳輸更加快速便捷,大幅提高了網絡邊緣設備的智能程度,提高系統集成度的同時減小了系統尺寸。CertusPro?-NX FPGA在功耗、系統帶寬、可靠性、封裝尺寸多樣性方面進行了全面的提升和優化,專為網絡邊緣處理、低功耗高性能計算、AI等應用優化。
蒲小雙表示:“CertusPro?-NX FPGA系列在芯片內部除了傳統的EBR以外,還增加了大型內部存儲器模塊,實現了低延遲的數據處理,性能提升了兩倍,功耗降低了一半。”同樣,與市場上同類型競品相比,萊迪思FPGA產品的存儲空間最多可提升65%。
總結
CertusPro?-NX FPGA將于2022年第二季度量產發貨,首發器件為CPNX-100K。截至目前,客戶樣片和搶先體驗軟件已經發布。結合萊迪思sensAI、mVision、Automate一系列解決方案,CertusPro?-NX在網絡邊緣AI、嵌入式視覺系統及自動化工廠建設等方面取得廣泛應用。根據蒲小雙透露,2022年,萊迪思將會繼續推出第五代、第六代基于Nexus平臺的FPGA系列產品。
作為全球領先的低功耗FPGA供應商,萊迪思在通信、計算、工業、汽車和消費等領域均有布局,為客戶提供從網絡邊緣到云端的完整解決方案。憑借專業可靠的服務和過硬的技術實力,萊迪思在FPGA產品的研發上不斷創新,加速產品迭代升級,在功耗、性能、集成度等方面均占有優勢地位。
