2009年的第一季剛過，各家企業的財報與產業銷售統計正陸續出爐中。在經過去年9月起的一陣急殺之後，全球的經濟成長瞬間急凍，甚至轉為負向發展。市場與業者在經歷整整2季「冷到不行」的銷售情況後，早已處在極低迷的狀態下，急需幾個「好消息」來提振士氣，也因此第一季的銷售成果便格外引人注目。然而市場分析單位似乎不打算這麼體貼大家，他們直言目前仍沒有樂觀的本錢，因為大環境還沒有出現好轉的跡象，預計接下來的2~3季，整體市場仍會處於零成長，甚至是負成長的狀況，至少要到2010年之後，才會比較樂觀。而以上正是本屆2009年舊金山電子高峰會（Electronics Summit）的舉行背景，業者與市場正處在一個最壞的年代裡，而在距離經濟復甦前，至少還有10個小月要渡過，該如何安穩的渡過低點，並在來年的競爭中脫穎而出，成為當前最關鍵的命題。而這一方面樂觀，一方面又保守的心態，也成為本屆高峰會的獨特氣氛。以下便是高峰會的報導內容。

逢低搶進 FPGA氣勢正焰

有一消，必有一長。在ASIC晶片發展受限的情況下，FPGA當然要趁勢而起，尤其是在當前經濟低迷之時，消費性電子產品的高銷售量榮景短期內將不復見，連帶促使ASIC晶片業務也直轉急下。當此之時，客戶不會輕易嘗試開發成本動則上千萬的ASIC專案，轉而採取適合量少且設計彈性高的FPGA解決方案，這也讓FPGA產品成為在金融風暴下最有成長潛力的產業之一。

ASIC成本高 逆境中FPGA更具優勢

可編程方案的領導商Altera，其執行長John Daane在專題演講中就表示，在整體的半導體產業中，有將近40%的晶片是用在消費性電子產品上，包含手機、MP3播放器及DVD播放器等。因此，一但市場面臨消費緊縮，消費性產品的出貨也會劇降，當然晶片業所遭受的衝擊也相對較大。特別是ASIC晶片，因為ASIC晶片的生產成本高，製程越先進，所耗費的金額更龐大，在當前的經濟劣勢下，業者不會貿然開發ASIC，而這就是FPGA的機會點。

《圖一　Altera執行長John Daane表示，ASIC晶片的生產成本高，製程越先進，所耗費的金額更龐大，在當前的經濟劣勢下，FPGA有很大的發展機會。》

Daane指出，以40奈米製程的ASIC專案為例，至少要創造6億美元的收入才能打平，而要達成如此大的金額，一定要是高量產的消費性電子產品，如手機等，才有可能達到。其他的電信與工業產品幾乎不可能有如此高的出貨量，因此改採FPGA是勢在必行。

此外，Daane也預測，今年整體半導體市場將會有25%~30%的衰退。但PLD市場的衰退幅度將相對較小，而且會較整體半導體市場表現為佳，不單是在今年，在2010年也同樣是如此。雖然目前有部份的PLD是以消費性產品為主要市場，這類的產品就必須轉移至其他穩定的市場上，因為消費性產品在未來數年間將難有所為。相對於消費性產品，可編程解決方案跨足的領域非常廣泛，一顆FPGA晶片就能運用在軍事、通訊、工業及汽車電子等不同領域上，甚至是DSP和微處理器等，都能有FPGA的應用空間，不需要倚賴單一種類型的產品，因此獲利能力穩定。

另外，Daane也認為，產業出現大規模整併也是此經濟低迷時的一大現象。他指出，高利潤的時代已經過去了，未來的市場將以低利潤、高佔有率的局勢發展，例如PLD、MCU及繪圖晶片產業便是如此發展。而像記憶體、類比產品和ASSP等產業，目前則有太多的競爭者，未來勢必會有一番整併，相較於這些產業，PLD已有良好的產業型態，並將在未來蓄勢而發。

《圖二　在「Low Cost FPGAs or Custom Silicon？」為題的座談會中。與會的代表為Silicon Blue（左1）、Altera（左3）及Acte（右1）l三家可編程供應商，而台灣的IC設計服務公司創意電子（GUC）則是唯一的ASIC方案業者（左2）。》

在消費性電子領域與ASIC展開競爭

而在Altera執行長的專題演講之後，下午隨即進行了一場以「Low Cost FPGAs or Custom Silicon？」為題的座談會。與會的代表為Altera、Silicon Blue及Actel三家可編程供應商，另外，台灣的IC設計服務公司創意電子（GUC）則是唯一的ASIC方案業者。

座談會一開始，主持人Gartner分析師Bryan Lewis就出示一張在2003年所作的預測投影片，他表示，FPGA與ASIC最終會在某些領域上產生取代和競爭的現象，也許在2003年的時候不明顯，但現在情況已經發生了。他進一步指出，在當前的經濟危機下，全球的市場都將呈現衰退的局面，只有幾個特定的領域仍能維持微幅成長的態勢。其中軍事與無線基礎建設便是兩個穩定成長的市場，尤其是中國的3G建設現正如火如荼的發展中。在這兩個市場上，FPGA展現了絕佳的競爭優勢，包含更快的上市時間與降低設計風險等，因此，FPGA在此市場上出現大幅的成長，也支撐了Xilinx和Altera這類可編程方案供應商的營運。

《圖三　Gartner分析師Bryan Lewis表示，FPGA與ASIC最終會在某些領域上產生取代和競爭的現象。》

而除了軍事與無線基礎建設之外，智慧型手機與Netbook也是成長亮眼的市場，即便在當前的金融風暴下，仍維持了相當可觀的成長率。但這兩個領域都是屬消費性電子產品，目前也一直都是ASIC方案的主要市場，對FPGA業者來說，是一個非常難進入的領域。但Bryan Lewis不諱言的指出，姑且不論它適不適合使用FPGA，毫無疑問的，它都是一個成長中市場，所有的晶片業者也必定會搶進。但如果FPGA業者想要進入消費性電子市場，那麼Low Power與Low Cost就是他們必須要具備的兩大特點。

Low Power與Low Cost的兩大趨勢

對過去的FPGA方案來說，功耗一直是其最大的致命傷，造成其應用的範圍受限，也難以進入輕薄可攜的消費性電子領域。但近來，隨著半導體製程的突破，以及FPGA的設計架構進一步的改善，已經使得FPGA解決方案逐漸克服高功耗的缺陷，也慢慢的打入部份的可攜式裝置中。

Silicon Blue：使用SDRAM架構 瞄準高量產市場

甫於2006年成立的新創可編程方案供應商Silicon Blue，就是一家致力於提供超低功耗的「ASIC-Like」FPGA公司，其執行長Kapil Shankar出身於FPGA大廠Xilinx，並一手制定了Xilinx低成本產品Spartan的發展策略，對於Low Power與Low Cost的FPGA開發有獨到的心得，該公司首款的「ICE」系列FPGA產品，功耗最低僅有10’s μA，且售價也在1至3美元之間。

《圖四　Silicon Blue執行長Kapil Shankar表示，Silicon Blue的SDRAM解決方案是針對高量產的可攜式裝置所設計，在成本與功耗上都十分優異。》

Silicon Blue執行長Kapil Shankar表示，消費性電子產品正在朝向行動化與多工整合的方向發展，而智慧型手機正是集大成的代表性產品，它整合了照相、錄影、音樂播放以及電腦運算等功能，未來還會進一步整合微投影的技術，而這類的產品全都仰賴電池供電，因此對於低功耗與高整合度十分注重。其他如數位相框、MID及新興的Netbook也都有同樣的需求取向。過去這類產品都仰賴ASIC方案來達成所需，但在整合新功能以及上市時程方面，就顯的力不從心。

Kapil強調，Silicon Blue的解決方案是針對高量產的可攜式裝置所設計，在成本與功耗上都十分優異。該公司使用獨家的SDRAM架構與電源管理技術，並採用TSMC 65nm製程生產，能滿足使用電池供電的可攜式產品的應用需求。

Altera：以HardCopy ASIC滿足低功耗需求

目前市場排名第二的FPGA公司Altera，旗下的產品線十分全面，對於各類的市場區隔都有相對應的產品，其中HardCopy ASIC系列就是以高量產及低功耗為主要的訴求。Altera HardCopy ASIC部門資深經理Dave Greenfield表示，Altera是一家技術領先的可編程方案供應商，能滿足各式各樣的應用需求，包含低階低功耗的CPLD、低成本的FPGA、低成本具備收發器的FPGA、高邏輯閘高效能的FPGA、以及適合高量產的HardCopy ASIC。

《圖五　Altera HardCopy ASIC部門資深經理Dave Greenfield表示，HardCopy ASIC解決方案兼具ASIC和FPGA的優勢。不但具備FPGA可編程的功能，設計彈性高，上市時程也快，同時擁有ASIC低電耗，適合高量產。》

Dave指出，Altera的HardCopy ASIC解決方案兼具ASIC和FPGA的優勢。不但具備FPGA可編程的功能，設計彈性高，上市時程也快；同時擁有ASIC低電耗，適合高量產，以及整體系統成本低的優勢。因此，非常適合想要進攻高量產市場的客戶。他解釋到，Altera與傳統的ASIC方案不同，而是使用可編程的形式，在系統設計的初期是使用FPGA進行設計，因此在設計彈性與上市時程方面都有優勢，一但有高量產的考量時，便可轉移至HardCopy ASIC進行量產。由於都是使用相同的開發平台與設計軟體，使用上也容易上手。

Dave同時強調，Altera是一家技術創新的領先公司，也是最快與TSMC合作推出市場領先的40奈米製程FPGA產品。該產品不但性能卓越，同時在成本與電耗上也有長足的改進。

Actel：以Flash設計架構達成低功耗需求

不同於以上兩家可編程方案供應商，Actel所專注的應用市場非常特殊，早期的客戶以汽車、軍事與航太工業為多，該領域的產品對於品質與可靠度非常要求，因此Actel堪稱是最耐用的FPGA方案供應商。而該公司自成立以來，便訴求耐用與低功耗為兩大競爭優勢，而其達成低功耗的策略為使用Flash Base的設計。

《圖六　Actel行銷與業務部門副總裁Rich Kapusta表示，Actel之所以能達成低功耗的目標就是使用Flash Base的技術，也只有使用Flash才能帶來真正的低功耗體驗。》

Actel行銷與業務部門副總裁Rich Kapusta表示，在Actel目前的產品線上，有一款整合邏輯電路、RAM、Flash及類比元件的混合訊號FPGA方案「Fusion」。該產品雖不訴求低功耗，但卻具備了先進的電源管理技術，加以整合了類比元件，對於高性能產品的電耗控制有優異的表示；此外，另一個專對低功耗需求所開發的Low Power產品線「Igloo」，該產品最低的電耗僅有2μW。

Rich指出，Actel之所以能達成低功耗的目標就是使用Flash Base的技術，也只有使用Flash才能帶來真正的低功耗體驗。他強調，Flash的低功耗性能是全面性的，相較於SDRAM有1000倍的節電性能，此外，Flash還具備高整合性與小尺寸的設計優勢（Igloo nano僅3 x3mm），同時在安全性與可靠性上也較其他的解決方案突出。他並指出，Actel去年使用Flash base的產品有38%的銷售成長，顯見該技術在市場上的競爭優勢。

創意電子：ASIC仍未死

而面對FPGA的急攻與蠶食，ASIC設計在市場上似乎岌岌可危，尤其是處在現今的金融危機下，高成本與高風險的劣勢更讓ASIC專案的開發備顯困頓。但專為客戶開發ASIC解決方案的IC設計服務商創意電子卻不這麼認為。創意電子市場行銷處處長黃克勤就表示，ASIC仍有活路，這點從創意電子的接單狀況就可知一二。

《圖七　創意電子市場行銷處處長黃克勤表示，ASIC將會往Fab less發展。這意味著IC設計服務商的地位將會越來越重要。》

黃克勤表示，就應用的角度來看，裝置功能與使用者需求依然不斷的增加，意味著晶片必須有更多的整合設計，而電耗更是所有客戶都必須考量的關鍵，因此SoC的技術也會持續的發展下去，因為只有SoC方案能提供最高的整合與最低的電耗。但最終的評斷都必須從整體成本和量產範圍來考量，究竟是要選擇FPGA或是ASIC，端看客戶的需求而定。

黃克勤指出，一般人總愛以高成本、高風險及上市時程長等缺點來攻擊ASIC方案，這些也的確是ASIC不利的地方。但正因為如此，所以才有IC設計服務商的存在。由於IC設計服務商可以整合既有的半導體生產鏈，並將整體的生產成本降至最低，因此客戶在進行ASIC專案開發時，並沒有如外傳般的高成本。以一個45奈米的客戶設計為例，其最後的開發成本仍低於1千萬美元。

此外，他也認為，依照目前的發展趨勢來看，IDM廠會往Fab lite發展，而ASIC將會往Fab less發展。這意味著IC設計服務商的地位將會越來越重要，因為將會有越來越多的ASIC專案委外設計，以降低生產成本。依創意電子為例，近5年的業績就成長了80%，去年的營收也達到3億美元左右；另一方面，在委託設計（NRE）的接單上，65奈米的設計出現了明顯的成長，而今年也新增了兩個45奈米的設計，其中一個為消費性電子，另一個則為光學應用，顯見市場對於ASIC的需求依然未減。

《圖八　Silicon Blue是一家致力於提供超低功耗的「ASIC-Like」FPGA公司，利用其「ICE」系列FPGA產品所開發的系統，功耗最低僅有10’s μA。圖為使用其晶片的設計電耗測試，僅有23.7μA。》

結語

ASIC與FPGA的優劣之爭已談論多年，誰勝誰負，事實上並無法從單一面向進行評斷，就如同創意電子所說，最終的評斷都得從最後的成本得知。但就算最終的成本較高，是否就代表不符合市場需求？恐怕也不是如此。因為對終端的消費者而言，是否使用FPGA或者ASIC根本不重要，消費者只在乎售價與性能。性能高，自然售價就會高；售價低，對於性能的表現也不會太苛刻。而這就是關鍵點所在，因為究竟要採行何種設計方案，必須端視產品的市場區隔，這也將會促使ASIC與FPGA持續並存於市場上，至於雙方技術的演進動能，恐怕多來自於同業的競爭和持續擴增的消費者需求。但肯定的是，ASIC與FPGA的競爭將會越演越烈，特別是在消費性電子產品上。

而在討論完FPGA的發展之後，下一期將探討當前MEMS技術發展與低功耗設計的趨勢。（未完待續）