趋势回到asic

正如其周期性一样，半导体行业正在从更多样化的方法(如fpga)转向asic。

这种动态在苹果(Apple)等公司表现得很明显。Sonics的CTO Drew Wingard表示:“我们一度认为苹果是一个反向投资者。“系统方面的其他所有人都在裁员。与苹果所做的最简单的对比是诺基亚，诺基亚曾一度将其ASIC集团出售给ST，然后将其内部调制解调器IP团队剥离给瑞萨，完全退出了整个芯片业务。”

与此同时，苹果开始设计自己的应用处理器，从最初的iPod过渡到与三星联合开发的应用处理器，iPod使用的是现在被称为PortalPlayer的应用处理器。这些最初与三星已经建立的应用处理器的相对较小的偏差，但随后苹果开始承担更多的责任，雇用了更多自己的硅设计师(据报道现在多达1200人)，并将其与三星的关系发展为似乎是代工关系。有消息称，该公司目前与台积电也有类似的关系。

温加德说:“我们认为这是一种反向操作。”当时情况似乎是这样的。但在这一切之后，我们看到了什么?我们已经看到，在智能手机/平板电脑领域，像飞思卡尔、德州仪器、意法半导体、东芝等公司——现在看来是瑞萨——已经完全放弃了这部分市场，试图击败它。他们给市场的指导是什么?德州仪器的高管们说，‘这是垂直发展。如果你赢不了苹果或三星，世界其他地方就没有足够的业务。’”

他补充说，苹果和三星拥有非常强大的系统业务，也在为手机生产应用处理器。“我们问自己的问题是，‘这只是智能手机和平板电脑应用处理器的一个方面吗?“这在过去10年里推动了SoC业务的大量创新。我们很快就会发现答案是否定的，这不是唯一发生过这种情况的地方。”

温加德说，德州仪器实际上更低调地退出的另一个业务是用于基站设计的多核dsp。“如果你看看目前正在建设的通用网络和数据网络，以及蜂窝和有线网络的基站和前端设备，突然之间，这些都回到了专用集成电路的时代。事实上，LSI在大约5年前基本上放弃了ASIC业务，现在又重新成为ASIC的主要供应商。他们正在公开谈论为一些主要的通信公司做设计。每个人都知道他们仍在为思科做事，但如果我们看看他们谈论过的人，你会发现网络领域的名人名单。”

温加德并不是唯一一个看到这种转向asic的人。DSP制造商CEVA营销副总裁Eran Briman表示，由于异构网络(HetNets)的激增，无线基础设施目前正处于一个拐点。

布里曼说:“基础设施现在必须适应不同的情况，包括不同数量的用户，不同的用户组合——4g、3G、wifi——他们需要很大的灵活性来支持数十或数百个用户。”“最重要的是，你想要一个单一的架构，因为你不想为一种架构而不是另一种架构编写软件，而且市场比过去对成本更加敏感。所以现在的情况是，原始设备制造商正在接管并定义SoC，然后出去寻找一直在等待机会的ASIC供应商。我们实际上看到了ASIC模式在这一领域的复兴。”

温嘉德表示，这背后也有一个根本性的商业转变。“现实情况是，制造这些高度集成的soc的经济效益已经与销售它们的商业模式不一致，如果你最终要以封装内硅的平方毫米数量来销售芯片，那么投资2亿美元来制造这些先进soc的开发计划对半导体公司来说真的没有意义，”他坚称。

然而，这是原始设备制造商习惯购买芯片的方式，让他们改变这种行为不是他们愿意或一夜之间就能做到的。因此，像德州仪器这样的公司会说，‘我不会再这样做了。“那发生了什么?”“芯片仍然需要制造，现在形势发生了逆转，原始设备制造商必须加紧努力，尝试自己设计这些芯片。他们想要一个后端硅团队，弄清楚如何采购晶圆并包装它们吗?不，他们当然不会这么做。他们最终会和擅长这方面的人一起工作。嘿，我们叫那些ASIC供应商。目前，像LSI这样的公司正在追求一大堆——超过少数的非常大的基站级设计。当我们环顾四周时，我们看到这种情况越来越多。”温嘉德补充道。

Chris Rowen, Cadence Fellow和Tensilica的联合创始人，说在人们选择实现风格方面总是有潮起潮落。

“这反映了两种对立的力量，这两种力量已经在这个行业中发挥了15到20年的作用，那就是经济学与摩尔定律的结合。当然，一方面，设计一个包含1亿个或10亿个或100亿个晶体管的东西是昂贵的，这不仅是因为硬件成本，还因为所有的不确定性和整合这些部件以及将基线软件整合在一起的努力。如果能够完成工作，人们会越来越喜欢使用标准芯片，无论是FPGA还是一些面向应用的平台，因为这样做的风险和自付美元明显更低，而且可以及时完成工作。”

与此同时，摩尔定律是一个“嫉妒的情妇”，罗文说。“摩尔定律从根本上说，要么融合，要么灭亡。因此，进入平均系统的芯片的自然数量在下降。越来越多的是单芯片手机，单芯片电视，单芯片网络交换机，单芯片个人电脑，因为你可以这样做，显然这将是你获得最低成本，最低功耗，最长电池寿命和最小尺寸的方式。但是人们想要很多不同的系统。不仅消费者想买不同的东西，芯片供应商也想卖不同的东西，因为这是他们差异化的方式。(正因为如此)，他们有绝对令人信服的动机来构建具有不同于其他人所拥有的功能的单芯片系统，而且不可能都是软件。因此，从最复杂的产品到最大众化的产品，在产品金字塔的各个层面都有令人信服的理由去寻找差异化的方法。”

fpga:永远的伴娘
他说，研究FPGA故事的演变也很有趣，因为15或20年前出现的FPGA故事的简单版本是，‘天哪，我们非常擅长利用摩尔定律，你将能够在现成的FPGA中做越来越多的事情，它有很棒的工具，它将取代ASIC。“然而，在某种程度上，在任何给定的应用中，实现给定系统功能的FPGA与实现相同功能的更专用的优化ASIC之间的功率、成本或硅尺寸之比都很大——它是5倍或10倍——而且这个比例似乎或多或少是恒定的。FPGA发展起来的原因是有各种不同的系统。(但是)在所有系统中，有多少实际上符合FPGA的成本、功率和尺寸的要求呢?”

他说，这是由系统设计的数量来衡量的。Rowen指出，在体积设计方面，虽然有些fpga被用于这种设计，但“体积越大，你就越不可能容忍5倍或10倍的容量。”

他认为，在批量市场上，fpga的消失趋势正在发生，因为有压力需要更多特定应用的soc。“供应商可能会称其为标准产品，所以这与10年或15年前的ASIC行业有点不同，当时有很多供应商和人会挂着牌子说他们会为你设计一个芯片，它只是为你设计的，它只是为你的一个应用程序设计的。即使是大型系统公司也更多地考虑平台，而不是asic。”

此外，Real Intent首席技术官Pranav Ashar指出，fpga将无法服务于移动市场，因为它们在捕捉多大的设计方面有一些硬限制。“它很火，而且规模会很大，所以它无法为移动市场服务。只是现在不可能了。在像ARM asic和A7这样的处理器中，我们谈论的是数亿个门，而fpga则不存在。在实现这一目标之前，还需要许多代技术节点的迭代，即使到那时，asic也将领先几个数量级。”

此外，这些设备所包含的功能也与日俱增。例如，他说，“ARM A7是一个64位处理器，而在iPhone 5中有第二个芯片——ARM M7——它仅用于运动检测、音频等传感，今天它是一个离散芯片。但展望未来，当你进入下一个技术节点，或者假设你想把所有这些都放在智能手表上，苹果和其他公司的下一个目标将是为A7和M7提供单一芯片解决方案。如果你展望未来三到四个技术节点，将所有这些集成到一个芯片中将成为目标，而fpga无法做到这一点。”

Ashar表示，随着网络或电信领域或移动领域的成熟，社区基本上已经确定了这些soc上所需的组件，它变得更像一个虚拟平台，这也促进了fpga的边缘化。“对ASIC的一个打击是，从零开始到完成ASIC所需的延迟，而fpga基本上缩短了这个周期。您可以在现场进行验证，如果它们在FPGA上下文中不起作用，则可以轻松更改内容等等。这个问题在一定程度上得到了缓解，因为今天的soc更像是特定于应用程序的平台，所以很多架构决策和基于导电性的底层背板类型的东西不需要在迭代中反复发明——就架构而言，所有这些东西都是遗留项目。这减轻了推出ASIC所需的一些准备时间，以及苹果或三星等公司推出ASIC的不可预测性，因此他们可以按时上市。这些复杂soc的规划或实施现在是一个既定的过程。

在一天结束的时候，证据是指向基于平台的ASIC在移动领域(再次)占据主导地位。“交易量令人难以置信，整个事情为许多其他公司的基于平台的ASIC类型的业务模式的扩散创造了一个机会。因此，虽然掩模等的成本将在未来的技术节点上上升，但随着许多这些架构流程和设计流程得到更好的理解，公司将其业务模式建立在特定应用或特定领域的asic上将是非常可行的。”