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FPGA業者種樹 英特爾、Fabless乘涼

撰文/姚嘉洋    

在Altera宣佈進入採用英特爾的14奈米三閘極電晶體製程後,賽靈思(Xilinx)也不甘示弱,宣佈進入全新的產品線進入台積電(TSMC)20奈米的投片時程,並於今年第四季取得少量樣本,明年第一季正式進入量產時程。

然而,同樣也是採取台積電的20奈米製程,Altera旗下的Arria 10 FPGA,則是在2014年初提供樣本販售,單以台積電的20奈米製程的進度上來說,Altera落後Xilinx約有一季的時間。但相對的,Altera在14奈米三閘極電晶體(Tri-Gate)製程,向英特爾靠攏,將於今年提供測試晶片。就這方面的進度上,Xilinx恐怕也僅能依靠台積電的16奈米FinFET製程加以抗衡。

持平來看,截至目前為止,雙方在先進製程的佈局上互有領先。

Altera、Xilinx製程競賽 已是常見戲碼

Altera與Xilinx在先進製程上的競賽戲碼,其實已經不是新聞,早在進入45奈米時代後,只要其中一方公開發佈最新消息,另一方馬上就會採取反制動作。舉例來說,與處理器IP業者的合作上,Xilinx率先取得ARM的Cortex-A9雙核心處理器的授權,後來Altera也隨之跟進,甚至也與MIPS(美普思)合作,試圖擴大處理器IP授權範圍,以滿足更多的客戶需求。

更甚者,Altera甚至更進一步與ARM 在開發工具上有更深入的合作,希望能降低系統工程師在Soc FPGA系統的開發負擔。這一來一往之間,其實不難看出這間公司之間的競爭有多激烈。

如果仔細觀察這兩間公司這幾年來的產品策略,大體上都會事先發佈新一代的產品藍圖,在產品正式進入量產約前半年到九個月左右,都會提供開發軟體讓客戶進行使用(Xilinx提供Vivado;Altera則為Quartus II),再來就是提供樣品,最後就是產品進入大量量產。

客戶在事先對產品有一定的熟悉度後,自然就可以較快進入狀況。有趣的是,Altera在採用英特爾的製程後,卻是反其道而行,先是提供測試晶片,之後才是提供開發工具,這也不難猜測,Altera想在先進製程上一口氣超越Xilinx的意圖。

扮演急先鋒 Fabless業者樂見

問題在於,這兩家FPGA業者為了能領先對方,雙方在先進製程投入了大量心力,演變到後來,某種程度上也成了種「輸不得的壓力」。對於晶片業者而言,投入先進製程要花費大量的研發與學習成本,對高通或是博通這樣的無晶圓半導體業者(Fabless)來說,自然是不小的壓力,但也很幸運的是,FPGA業者通常都會扮演白老鼠的角色,率先使用新製程在自家產品上,所以也無怪乎,Xilinx對於28及20奈米製程的「首先量產」的這件事,相當自豪。

在新的製程節點的量產上,初期的良率絕對不是太高,但因為有了Xilinx或是Altera這樣的客戶,晶圓代工業者可以協同找出良率不佳的問題所在,進一步來解決問題來提升良率。這對高通或是博通這類的業者來說,畢竟聚焦的終端市場,大多來自於消費者的需求,市場規模也就相當驚人,良率的提升意味著更能有效攤提研發成本,進而提升產品利潤,自然就是好事一件。

簡言之,兩大FPGA業者在先進製程上的努力與競爭,說是扮演「急先鋒」的角色,其實並不為過。相對的,高通這些無晶圓半導體業者,在某種程度上,也搶到了「乘涼」的位置。

另一個乘涼者是英特爾?

再回到Xilinx與Altera的製程競賽上,Altera率先與英特爾合作,無疑是為英特爾搶佔晶圓代工市場的野心,注入了一劑強心針。姑且不論IDM(元件整合製造商)或是晶圓代工業者的差別,英特爾在製程上,至少也都領先晶圓代工業者們約一年左右的距離,也是業界普遍的共識。

如果領先距離沒有產生太大的變化,Altera在先進製程的量產競賽上極有可能反倒超前Xilinx,這對Altera固然是好事一件,對英特爾而言,雖然能有效擴大晶圓代工的市佔率,但對於前五大晶圓代工業者來說,充其量,英特爾最多僅是檯面下的威脅。

不過,英特爾若真能協助Altera在2014年實現在14奈米三閘極電晶體製程的量產,這對於其他無晶圓半導體業者,是否又是多了一個晶圓代工伙伴的選擇?這的確是一個相當有意思的議題。

雖然英特爾與三星相同,都是屬於IDM類型,但廣泛來看,許多針對大型基地台或是航太領域的半導體業者,在採用先進製程的態度也相當積極,巧的是,Altera在這類應用領域也花了不少時間耕耘,而英特爾對這種應用領域向來都是興趣缺缺,若英特爾張開雙手歡迎這類半導體客戶,在沒有直接或是間接競爭的考量下,相信從2014年開始,晶圓代工業者可能就要開始防範英特爾的強勢追擊。

種樹與乘涼

事實上,上演製程競賽的戲碼並非只有這兩家FPGA業者而已,身為無晶圓半導體的龍頭業者高通,也面臨了許多其他競爭對手在技術與市場層面的苦苦追趕。領先者為了保持領先優勢,後追者為了拉近與領先者的距離,在先進製程的投入上當然也是不容小覷。若觀察28奈米製程的發展狀況,率先進入量產的大多都是兩大FPGA業者,接下來就傳出了高通在新款處理器導入28奈米製程的消息。


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