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国产化fpga硬件正在崛起

发布时间:2017-08-19


“两千万门级,集成6.5G bps高速Serdes、硬核PCIe以及DDR3/2控制器和PHY,CME-C1在关键技术指标上达到了国内领先,可实现对同行竞争对手中端FPGA芯片的部分替代,有效填补国产FPGA的市场空白。”核高基国家科技重大专项FPGA研发及产业化应用课题负责人、京微雅格市场副总裁王海力激动地说。


1月19日,京微雅格(北京)科技有限公司召开“国家科技重大专项核高基项目首颗高性能FPGA芯片暨京微雅格CME-C1(祥云)系列新品发布会”,宣布其面向大容量FPGA市场的“云”系列首款FPGA芯片CME-C1(祥云)正式发布。

全球FPGA企业只有5家,4家在美国

FPGA号称“万能芯片”,从技术角度讲,它是可编程的产品,在不改变芯片本身硬件组成的情况下可反复使用。根据市场变化,在同样载体上实现不同功能。

“作为与CPU和存储芯片齐名的高端通用芯片领域的三颗明珠之一,FPGA(现场可编程门阵列)是软件化了的硬件,其应用越来越广泛,年复合增长率更是远远高于其他芯片市场。”京微雅格董事长兼CEO刘明博士表示,“正是基于对FPGA市场发展前景的认可,INTEL才斥资167亿美元并购了FPGA领军企业altera。”

然而,尽管FPGA市场前景诱人,但是其门槛之高在芯片行业里也是无出其右。全球共有60多家公司先后斥资数十亿美元,前赴后继地尝试登顶FPGA高地,其中不乏英特尔、IBM、德州仪器、摩托罗拉、飞利浦、东芝、三星这样的行业巨鳄,但是最终登顶成功的只有位于美国硅谷的四家公司Xilinx、Altera、Lattice、Microsemi。上述4家公司手握9000余项专利,构成的技术壁垒更加让后来者难以逾越。

“这就好比高速公路有收费站,咱们进不去,只好另辟蹊径,走乡间小路。”刘明回顾这些年坚持来自主研发的艰辛,“漫漫长夜看不到曙光,不知道能否熬到天亮,实在是太难了。”

得益于部分海外核心专利过期,再加上收购了一家美国公司,继续走其没走通的技术路线,十多年来京微雅格一直在摸索中前行。“光凭努力和时间积累是远远不够的,京微雅格之所以能取得今天的成就,也有运气的成分。”刘明表示,“到目前为止,具有独立完整自主知识产权且量产的FPGA企业,全世界只有五家。除了京微雅格以外,另外四家都在美国硅谷。”

和国内一些实验室的研究成果不同,京微雅格已经实现了量产;其独立完整的自主知识产权也避免了海外市场的专利纠纷,能实现全球供货。“正是这两点独有的优势让我们得以结缘核高基重大专项。”刘明坦言,“和国内多年来从事FPGA研发的企业和科研院所相比,京微雅格是‘后来人、圈外人、局外人’,能在激烈竞争中脱颖而出,肩负国家信息安全的重大使命,也说明了核高基重大专项评审的公正、公平、公开。”

可实现对竞争对手中端产品的部分替代

刘明介绍说,有别于之前发布的主打中低端市场的山系列和以低功耗低成本为竞争优势的河系列产品,本次发布的CME-C1是京微雅格“云”系列FPGA的第一颗芯片,也是纳入“十二五”核高基重大科技专项的国家级创新项目。从2011年起,京微雅格就启动针对千万门级中高端FPGA产品的技术储备和研发,包括面向较大容量的芯片架构与软件原型设计,经过多年的市场调研与技术积累,CME-C1终于成功研发并在2015年年底顺利通过各项性能测试。

CME-C1采用了TSMC 40nm CMOS工艺,逻辑容量从30K到200K不等。该系列产品使用了全新的LUT 6架构和32路全时钟网络,运行速度可达到700MHz。此外,针对高速大容量市场的应用需求,CME-C1还整合了高速Serdes接口,最高可达6.5G、1333Mbps的硬核DDR2/3控制器和硬核PCIe接口以及36×18的DSP处理器。

王海力介绍说,CME-C1丰富的I/O接口支持保证了产品应用的高灵活性。“这些功能,使CME-C1在关键技术指标上达到了国内领先,可实现对同行竞争对手中端FPGA芯片的部分替代,有效填补国产FPGA的市场空白。”

“CME-C1可以被广泛地应用在广播通信、国防军工、金融安全、电力传输、仪器仪表等传统领域,也可被广泛使用在机器人、无人机、大数据等新兴领域。”刘明补充说,“武汉虹信通信、普天通信技术研究院是此次京微雅格CME-C1发布的合作单位,而实际上,不光是通信领域,在国防军工、金融安全等CME-C1应用的目标领域,我们都做了长期而广泛的调研与评测,确保了CME-C1应用的针对性与有效性。”

产品和技术仍有较大改进空间

目前来看,在全球市场中,Xilinx、Altera两大公司对FPGA的技术与市场仍然占据绝对垄断地位。两家公司占有将近90%市场份额,专利达6000余项之多;剩余市场份额主要被Lattice和Microsemi所占有,这两家的专利也达3000多项。刘明表示,历时10年的艰苦努力,京微雅格目前拥有200多项专利和上百款产品,其中100多项已获授权。

“实际上,我们和另外几家国际企业之间最大的差距不在技术上,而是在产品的多样性、成熟度以及市场的接受度方面。”刘明向记者吐露了心声。

“由于技术路线的不同,京微雅格的技术和产品仍有较大的改进和优化空间,这方面的差距越来越小。”他说,“但是和老牌企业一百多颗芯片的产品线相比,我们到现在也只有7颗而已,客户当然喜欢用更加方便的成套产品。另外除了产品的成熟度需要和客户慢慢磨合之外,市场的接受度也需要慢慢培养。”

“我们最大的挑战不是没有机会,而是机会太多,而我们自己资源有限,做不过来。”刘明表示,“尽管京微雅格的发展填补了我国可编程领域硬件设计和软件开发的空白,培养了一大批优秀的技术人才,但是人才问题仍是制约我国FPGA产业发展的瓶颈之一。就中国本土FPGA市场而言,已经足以支撑2到3家大型企业的健康发展,但人才问题却让我们在规模上和国际大企业相去甚远。”

“CME-C1预计将于今年6月份开始大规模供应。除了山、河、云系列之外,展望研发中的星系列,我们将采用全新的系统架构,制程也会更为先进,14纳米甚至7纳米、5纳米都有可能。我们今年的出货量有望突破百万片,希望能在2020年超越Lattice和Microsemi,进入行业前三。”刘明对未来充满了信心。资讯来自:http://www.capital-micro.com/article.php?id=278更多资讯请关注:http://www.mdy-edu.com/