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“超越摩尔法则”,FPGA或成为半导体的技术推进器

编辑:兰州蓝河电子设备有限公司  时间:2018/09/29
产品设计人员能亲手自由改写逻辑的FPGA技术正在飞速进步。从整个半导体行业来看,也可以说是头一次整个行业都在热火朝天地导入新技术。美国 Xilinx从2011年10月底开始供货的FPGA“Virtex-7 2000T”就是一个例子。这款FPGA采用的是在Si转接板上排列多个FPGA芯片并封装在一个封装之中的“堆叠硅片互联(SSI)”技术。Virtex-7 2000T上排列着以28nm工艺技术制造的4枚相同的FPGA芯片。SSI技术与将芯片安装在封装基板上相比,其优点在于可以提高芯片间布线密度、缩短布线长度。

Virtex-7 2000T令人惊讶之处是芯片上形成的晶体管总共达到68亿个。即使从标准单元ASIC的栅极数来看,这个数字也相当巨大,是具有相当于约3000万栅极的200万个逻辑单元的FPGA。打开Xilinx公司的主页,“Virtex-7 2000T:More than Moore”的字样赫然在目。该公司之所以这样写,是因为LSI制造技术尽管使用的是28nm工艺,但却领先一代,实现了相当于20nm工艺的大规模 FPGA。

FPGA行业与Xilinx公司形成双雄之势的大型企业——美国阿尔特拉公司在采用新技术上也寸步不拉。阿尔特拉正在开发预定2012年以后投产采用光接口的FPGA。通过在FPGA的超高速传输部分采用光布线,与传统电布线相比,预计会有“损耗低”、“能够实现远距离且扩展性优秀”、“容易配置”“能够使用低成本基板材料”等优点。

为了采用光传输这种新技术,整机设备厂商要负担的系统成本,需要降低到与电布线相当或以下的水平。如果实现不了,就普及无望。阿尔特拉公司为降低系统成本而作出的努力之一,主要体现在FPGA封装与光布线的连接方法上。具体来说,就是让光缆经由连接器直接与半导体封装相连。此时,布线无需全部光化,只需在要求超高速传输的布线部分采用光传输,其余信号则仍可采用传统的电布线。

只要FPGA市场继续发展,FPGA企业竞相采用新技术的潮流就会加速。FPGA正作为半导体行业的新技术推进器而为人期待。