FPGA多元應用挑戰者Xilinx

整合優勢帶動市場多元發展

Xilinx的多元化市場經營成果展現在其營收的成長上。從2001年到2005年，包括工業領域與其他市場應用產品有高達五倍的成長，其Spartan系列FPGA元件帶動市場多元化發展，目前Spartan系列產品累積銷售額達到18億美元，此系列產品從1998年問世以來，其所佔公司總營收的比重從最初的0％已成長至目前的26％，出貨量至今已累積到2億顆元件。而其最大應用為通訊與網路產品，佔2006會計年度整體Spartan營收的42％，其次是消費性與車用產品的18％、工業領域的15％、儲存與伺服器的12％及其他應用約13％。

Xilinx全球行銷副總裁Sandeep Vij指出，Spartan鎖定在網路的終端應用上，環繞在消費者的生活與工作週遭，例如無線通訊、家用電器、車用電子、廠房、辦公室與現場作業等環境，並持續擴增應用領域。而爆炸性的資訊需求，例如影像監控攝影機預計2010年達到4500萬台、數位機上盒包括家用閘道器到2010年將達到1.6億台，而平面顯示器則在2010年將達到5.2億台，都將提供Spartan更寬廣的應用空間。而包括數位機上盒與平面電視等產品在亞太區的產量均領先全球市場，因此Xilinx也將持續拓展亞太區據點。

Sandeep Vij表示，系統成本的降低是傳統FPGA的首要挑戰，例如高邏輯密度與低I/O數量的需求將損耗I/O數提高成本，而低邏輯密度與高I/O數量則將耗損閘極數提高成本，因此終端元件的選擇將非常重要。Spartan-3平台便是因應這樣的需求而生，針對最高邏輯密度與針腳數的應用而設計，另外Spartan-3A平台則針對I/O數量與功能需求勝過邏輯密度的應用而設計，Spartan-3E平台則是便針對邏輯密度進行最佳化。

此外，比降低成本更嚴苛的挑戰，包括；

《圖一　（左起）Xilinx亞太區行銷董事鄭馨南、Xilinx全球行銷副總裁Sandeep Vij、Xilinx通用產品事業部行銷與應用產品資深總監Christophe Chene》

而從Spartan-3A平台來看，其優勢包括了支援廣泛的I/O標準與IP區塊、Device DNA防複製防護功能、完備的建置功能、健全的訊源同步界面與彈性化的功耗管理模式等。而Spantan-3系列鎖定垂直應用的市場定位，Spantan-3平台鎖定工業用網路與車用網路市場、Spartan-3A平台鎖定顯示器界面與顯示界面橋接器及視訊MUX、Spantan-3E平台則鎖定了無線用戶端設備與顯示視訊協同處理等應用。

Xilinx在量產型市場中展現成功的多元化經營成果，主要是歸功於Spartan系列產品的高彈性與成本優勢。目前該系列均採用90奈米製程技術。

透過I/O最佳化平台，Spartan-3世代進一步擴充全球規模達數十億美元的低成本FPGA市場，並鎖定住家、汽車以及工廠等環境中「網路終端」的量產型應用。包含像平面顯示器、無線網路、家用閘道器、以及IP機上盒等消費性與無線產品在亞太地區的PLD市場具有規模高達2.8億美元的商機。而Spartan-3世代於2007會計年度第2季在亞太區更是創造275％的年成長率紀錄。視訊安全與自動化產品是驅動工業市場成長的主要動力，尤其是歐洲地區。

《圖二　瑞薩科技CEO伊藤達》

無所不在的科技先驅Renesas

透過先進技術與世界接軌

瑞薩科技（Renesas）是由日立與三菱電機的半導體部門於2003年合併成立，是全球知名的整合元件製造廠，提供從開發、設計、製造、銷售、技術支援等完整服務。產品線包括微控制器、LCD驅動IC、RF射頻IC、PA高功率放大器、混和訊號IC、SoC與系統封裝SiP等。

瑞薩的產品經營策略鎖定行動通訊、電腦影音與汽車電子等三大主要應用，並提供客戶完整的解決方案，透過不同的技術和系統解決方案，開發擁有競爭力的標準產品。此外，瑞薩並藉由在MCU領域的優勢，快速建立各項產品應用實質標準，強化競爭力並維持市場主導地位。

瑞薩科技CEO伊藤達表示，瑞薩在MCU領域的優勢包括MCU佔有率居全球第一，內建快閃記憶體的MCU在市佔率、業績與技術方面也位居全球第一。未來瑞薩也將持續開發新核心事業，包括整合軟硬體、矽智財、製程與電路設計技術，強化產品的開發能力；開發符合下一代市場需求的16位元與32位元內核產品；並增加低腳數小型MCU產品的開發。

針對網路的應用領域方面，智慧型家用網路系統當然是發展上的主力產品。家庭網路應用產品主要分三階段演變，第一階段為資訊型產品與通訊型產品，例如PC、NB、PDA、Hub、Switch、Router、家用閘道器與Cable Modem等；第二階段為娛樂型連網產品，例如DVD Player、DVR、STB與遊戲機等；第三階段為家電與控制型產品，包括家電連網、恆溫空調裝置、家庭網路保全系統與門禁系統等。而智慧型家電系統在全球網路市場中將達到最大比重。

而瑞薩的MCU產品例如M16C/6S便很適合應用於此一領域，透過網際網路進行數據與訊息資料的控制，便可將保全公司、看護中心與克服中心與家庭伺服器連結，進而控制家中的各項裝置例如照明設備、冷氣、太陽能發電設備、熱水器與冰箱等連線。另外在手機方面，瑞薩的SH-Mobile多媒體處理器與射頻系統等解決方案，均可滿足未來消費性產品、車用產品、電腦周邊與通訊產品透過手機進行功能的大趨勢下之應用需求。

伊藤達表示，瑞薩發展解決方案的成功關鍵，在於累積多年協助客戶新產品開發的成功經驗與Know-How、具備以MCU為核心聯絡各種周邊系統裝置的技術與能力、擁有強大內核心技術與豐富矽智財，更與上游合作夥伴緊密合作，提供客戶更完整的服務。

在未來無所不在的網路社會，整合與多元化功能的行動裝置將快速成長。瑞薩身為知名的MCU廠商，將持續以標準化平台、高效能與低功耗技術，搭配完整的產品線，為實現無所不在的網路理想世界而努力。此外，瑞薩將加強與銷售夥伴以及客戶的合作關係，並分享在MCU產品與技術上的各種解決方案。今後瑞薩不僅將加強與客戶間的往來，還將與台灣晶圓代工大廠、策略夥伴及學術單位等，維持長期密切的合作關係。

《圖三　NXP半導體行銷業務經理韓德明先生》

市場趨勢領導者NXP

將主流通訊技術及多媒體功能整合

對於手機平台而言，先進的電信及多媒體功能的整合是相當關鍵的一點。NXP（恩智浦半導體）已開發超過200款的行動系統解決方案，並將整合如藍芽、WiFi以及等更多不同的多媒體功能於手機平台上。然而，手機的省電性也是恩智浦相當重視的一點，解決方案都具有高效電源管理功能，尤其整合母公司飛利浦強大的IP 區塊及提供整合的服務, 因此領導整個市場趨勢並成為為連結消費性應用提供半導體系統解決方案的領導供應商。

NXP半導體行銷業務經理韓德明表示，恩智浦已經將通訊與多媒體處理功能整合在單一晶片上，而這個架構已經在市場中廣泛的被安裝使用。在這個市場區塊中，恩智浦推出的設計也獲得不少掌聲。舉例來說，採用恩智浦行動解決方案的三星D500並榮獲GSM協會（GSM Association）2005年最佳手機大獎，更彰顯恩智浦行動解決方案的卓越設計與創新功能獲得國際認同。恩智浦半導體也有推出額外且付加功能強大的多媒體處理器，例如針對特殊的市場區塊或特殊使用者的產品的PNX4103，可以與恩智浦的 Nexperia行動系統解決方案相結合，提供具備高品質的電視視像解析度、數位攝錄影機功能，以及數位相機的品質。而我們的Nexperia行動系統解決方案如與NXP BGW211系統級封裝相整合，便可成為無需授權行動連結（Unlicensed Mobile Access；UMA）手機解決方案。

恩智浦的策略就是將所有的主流電信通訊技術標準，像是UMTS、TD-SCOMA、UMA以及豐富的多媒體功能整合，包括高品質錄影或音訊處理。以上的功能由一套完整的連結功能提供。恩智浦將為所有產品提供藍芽、FM收音機、USB等功能以及為所有先進產品，提供DVB-H 與NFC的功能，

電信通訊和多媒體的發展藍圖其實演進的非常快速，恩智浦之所以能夠引領產業的趨勢就是依靠與基礎建設產業的良好關係。例如早期互通性測試（IOT）系統先進的功能、再其他客戶的電子市場之外，恩智浦重複使用強大的IP 區塊。由忠實且具靈活性的團隊應用恩智浦本身的能力並且完成傑出的成果。在與客戶的合作中，為達到傑出的成果，這個團隊擁有一些最先進的設計工具。也為了跟上最新的產業趨勢，恩智浦選擇全面性的策略來橫跨整個價值鏈。為推出成功的媒體產品，恩智浦引導這些終端使用者的研究能夠達到使用者所需的正確功能及特色。

韓德明認為，下一代的手機平台必須要考慮到各種不斷成長增加的技術，這些技術不但要提供客戶無縫的體驗，並必須為服務供應商在既有的投資下合理的增加對設備的投資以及考慮到未來提供OPEX與CAPEX light服務的需求。

功能的整合性是這個產業的主要趨勢。恩智浦過去在推動這項趨勢已相當地成功。透過結合恩智浦的先進技術以及對消費者需求的深入了解，恩智浦將在這個領域保持領先。而為消費者帶來生動的多媒體體驗亦是恩智浦對這個市場的承諾。

《圖四　ST意法半導體Nomadik市場及科技亞洲區總監黃延鎬》

行動多媒體實現家STMicroelectronics

整合優勢 畢其功於一役

從手機應用的發展趨勢來看，3G及3.5G通訊技術正持續演進；在供應鏈方面經濟規模將是主要考量；另外多媒體功能方面整合度的提升依然是主要方向，但品質的追求將如火如荼展開；超低階（Ultra Low End）手機與智慧型手機（Smartphone）等產品將面對市佔率與利潤的平衡；在產品結構上則將遇到Single Chip對上Two Chip及Slim Modem的競爭。

ST意法半導體Nomadik市場及科技亞洲區總監黃延鎬指出，以基頻IC為例，過去在2.5G的技術上，前六大供應商約佔有69%的市場，而到了3G世代，前六大供應商則佔有約98%的市場，這樣大者恆大的技術獨佔趨勢，讓以往2.5G技術供應商漸漸失去其市場。此外，新一代手機除了整合更多的多媒體功能之外，對於影音品質的要求也須更為提升。例如QVGA或WQVGA等級的顯示器、300萬畫素內建相機、具備藍牙USB 2.0或WiFi的無線傳輸技術、Mini MMC記憶體等更新的配備。面對這些手機的應用需求，ST也以其廣受歡迎的Nomadik多媒體處理器應戰。

ST的Nomadik行動多媒體處理器擁有一個以ARM926EJ-S為核心的多核分佈式架構（multi-core distributed architecture），可為智慧型手機、多媒體手機、PDA、網路電器產品和汽車娛樂系統提供優異的影音和圖像處理功能，同時還可降低產品的耗電量，並簡化軟體的開發工作。

Nomadik的智慧影像加速器（SIA）是一個可即時進行程式設計的影像處理引擎，傳輸速率達每秒80Mpixel，可滿足500萬畫素的影像感測器執行雜訊抑制、自動對焦、爆光控制及其它運算，並因此節省一個外接的影像處理器，進而降低材料成本（BOM）。SIA配合30 Mpixel/s JPEG影像編碼能力的智慧視訊加速器（SVA），更能實現連拍，以及低功耗視訊編碼功能。

Nomadik在結構中將CPU獨立處理控制任務和程式流，不需很高的時脈速度。CPU可以進入省電模式以增長電池的使用壽命，而主動式電源管理功能也能切斷晶片非需要的電源，使CPU保持低耗電模式。其CPU使用ARM926EJ RISC處理器內核，完全相容於現有Nomadik處理器軟體和ARM9舊版軟體。另外並以多顆DSP分別處理視訊與音訊運算，以提升整體影音處理能力。

Nomadik以分散式的聲音和影像加速器為核心的獨特架構，兼具多媒體性能，及可攜式產品所必備的低功率消耗等優勢，因此特別適合行動電視應用的產品，且其價位也可讓製造商在消費市場上採取積極的價格策略。

Nomadik處理器的優勢，也讓韓國三星選用該處理器應用於新一代數位電視手機產品當中。這些手機可以接收地面數位多媒體廣播（Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting；T-DMB）的信號，並可使用於3G CDMA EV-DO及3.5G HSDPA無線通信網路。

T-DMB手機現今在韓國大受歡迎，消費者可以在欣賞多個電視和廣播頻道的同時，還可以獲得天氣預報或交通及旅遊等資訊服務；可支援這個標準的產品正在呈指數增長。由於Nomadik處理器的獨特架構，採用STn881x多媒體應用處理器系列產品的手機能夠帶給消費者頂級的T-DMB行動電視體驗。

黃延鎬表示，在整合了多樣化的多媒體功能與豐富的無線傳輸能力，Nomadik還能擁有低耗電、?高效能與小體積等優點。在未來的發展規劃上，則將更注重其價格優勢並兼顧競爭優勢。

《圖五　Intel資深研究院士Mark Bohr》

半導體技術領導者Intel

讓摩爾定律延續至未來十年

在消費者要求產品必須更具成本效益與更具電源使用效益之際，要將數億個電晶體融入單一的處理器，在晶片製造商要推出內含雙核、四核，甚至是未來將推出的多核心產品時，包含製程技術、製造，與效能強大並具備最佳電源使用效益的平台組合，已成為半導體產業持續發展的最大關鍵。

在晶片製程技術與製造方面，Intel的技術領先其他晶片製造商至少一年以上，當其他廠商的65奈米製程技術尚在起步之際，Intel自2005起便已經大量運用65奈米製程技術生產並持續強化該技術，開發出更小、效能更強且更具電源使用效益的電晶體，並以具備成本效益的的方式增加量產。目前Intel已經提供客戶超過4000萬顆採用65奈米製程技術的處理器，包括其最新的Core 2 Due雙核心處理器。

儘管技術領先，但Intel依然在製程技術的精進上持續努力。Intel已正式對外宣布在基礎電晶體設計上的重大突破，首款45奈米電晶體處理器原型已經問世，也就是以兩種全新的材料製作45奈米電晶體絕緣層（insulation wall）與開關閘極（switching gate）。Intel估計，下一代的Core 2 Due雙核心處理器、Core 2 Quad四核心處理器與Xeon多核心處理器系列，將使用上億個這種超小型電晶體或開關，因此Intel正在試產及測試五款初期版本產品，這些都是15款45奈米處理器產品計畫中的第一批產品。

Intel 45nm專案經理Kaizad Mistry 表示，45奈米產品將採用High-K和新金屬材料，代表自1960年代後期金屬氧化半導體（MOS）引進多晶矽（閘極）以來，電晶體技術所面臨的最大改變。使用High-K閘極電介質和金屬閘極，能增加驅動電流20％以上，等於提升電晶體效能。源極-汲極（Source-Drain）漏電則減少5倍以上，進而改善電晶體耗電量。

新型45奈米電晶體將運用於包括桌上型電腦、筆記型電腦與伺服器處理器等產品上，而新的製程技術可讓處理器運算速度更快、並減少電晶體漏電（electrical leakage），因為漏電的產生將影響晶片和個人電腦的設計、大小、耗電量、噪音與成本等設計問題。

Intel將首先推出代號為Penryn的新一代45奈米產品系列處理器原型樣品（working processor）。首批產品目標將鎖定五大電腦市場，且可執行Windows Vista、Mac OS X、Windows XP和Linux作業系統以及各種應用程式等市場。而Intel也預計在2007年下半年開始量產45奈米處理器產品。

Intel突破性的電晶體設計技術，是發展電腦晶片40年以來最大的改變。而Intel的突破，也確保摩爾定律（Moore’s Law）－也就是電晶體數目約每兩年就會倍增的高科技產業定律－可以再延續到未來十年。