今年3月，美國專利商標局評選出本年度15位入選“美國發(fā)明家名人堂”的科學家，賽靈思公司共同創(chuàng)辦人、FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)的發(fā)明者RossFreeman赫然在列。“美國發(fā)明家名人堂”是美國專利商標局為表彰為人類作出特別貢獻的科學家而設立的獎項，1973年，在第一屆評選中，他們把這一榮譽授予了電燈的發(fā)明者——— 托馬斯·愛迪生;在半導體領域，發(fā)明晶體管的三駕馬車(巴丁、布拉頓和肖克萊)、發(fā)明集成電路的杰克·基爾比以及英特爾公司的戈登·摩爾也先后成為“名人”。與他們相比，RossFreeman的聲名似乎還不算顯赫，但他所開創(chuàng)的領域，為今天的電子工程師們挑戰(zhàn)瞬息萬變的市場提供了一柄利器。

“奢侈”創(chuàng)意催生新產(chǎn)業(yè)

事實上，FPGA的誕生源于RossFreeman的一個奢侈的創(chuàng)意。在上世紀80年代初，也就是英特爾的80286微處理器開始縱橫江湖的年代，讓每一位IC設計師引以為榮的就是能最大效率地發(fā)揮芯片中每一個晶體管的功效;而此時，RossFreeman頭腦中卻冒出一個大膽的想法，他設計了一款滿是晶體管的芯片，這些晶體管形成邏輯單元陣列，這些邏輯單元可通過編程而被重新配置，實現(xiàn)一定的功能，而陣列中的邏輯單元總會有一部分處于冗余狀態(tài)，這就是FPGA。

以25年前的眼光看來，RossFreeman的發(fā)明的確有些離經(jīng)叛道，IC設計師怎么可以容忍電路中有這么多晶體管資源被閑置?然而，在“摩爾定律”的指引下，半導體工藝技術不斷提升，單個晶體管的成本也越來越低，F(xiàn)PGA所具有的靈活性優(yōu)勢就日益顯現(xiàn)。人們很快發(fā)現(xiàn)，在誕生之初還主要用于產(chǎn)品設計驗證的FPGA在無線基礎設施、有線網(wǎng)絡等領域具有良好的應用前景，于是，F(xiàn)PGA隨著全球通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及而迎來第一個發(fā)展高峰期。

到2001年，賽靈思約有80%的業(yè)務與通信行業(yè)有關，而當年全球互聯(lián)網(wǎng)泡沫的破滅也使得賽靈思的收入隨之下滑。自此以后，賽靈思致力于構建多樣化的客戶群體，在工業(yè)控制、消費電子、醫(yī)療電子、汽車電子以及航空和國防等領域拓展其業(yè)務。如今，賽靈思在通信領域的銷售收入所占整體比例不足50%，而這種轉變是在通信業(yè)務不斷增長的前提下實現(xiàn)的。

FPGA扮演救“市”主

時至今日，人們已經(jīng)開始用“長尾理論”來解釋半導體市場的發(fā)展趨勢。也就是說，盡管全球半導體市場仍將保持增長，但產(chǎn)品市場越來越趨向多樣化，每一個細分市場的容量會變得更小，與此同時，產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度也越來越快。不斷變化、不斷細分和更加專業(yè)化的市場導致產(chǎn)品的市場壽命周期越來越短，“快魚吃慢魚”將成為激勵競爭下的生存法則。半導體公司和系統(tǒng)公司要在殘酷的競爭中立于不敗之地，就必須壓縮研發(fā)周期，越來越快地把他們的產(chǎn)品推向市場。

研發(fā)成本和市場容量的矛盾也日益突出。且不說在國際金融危機之下半導體企業(yè)普遍遭遇融資難的困境，即便企業(yè)的資金足夠充裕，但由于市場的不斷細分而研發(fā)成本居高不下將導致很多產(chǎn)品最終無利可圖。

當傳統(tǒng)的ASIC(專用集成電路)或ASSP(專用標準產(chǎn)品)的設計周期跟不上市場的變化而市場容量又不足以支撐巨額的研發(fā)成本的時候，人們就不得不回過頭來對FPGA的發(fā)明者RossFreeman及其創(chuàng)立的公司表達感激之情了?；贔PGA芯片，半導體廠商和系統(tǒng)廠商可以大幅縮短研發(fā)周期，同時節(jié)省大量的NRE(一次性工程費用)成本，“拯救”了很多看起來無利可圖的市場領域。此時，人們終于理解，正是25年前的“奢侈”為今天鋪就了一條成功之路。

芯片不是全部

所有從事FPGA芯片開發(fā)的人都可以自豪地聲稱：“如今FPGA芯片在某些領域已成為系統(tǒng)的核心。”不過，賽靈思給自己的定位已經(jīng)不再局限于FGPA芯片制造商，他們給FPGA產(chǎn)品賦予了新的內(nèi)涵。不錯，賽靈思在今年2月推出的Virtex-6和Sparten-6這兩款FPGA芯片分別采用了40納米和45納米工藝，僅就半導體工藝技術的節(jié)點而言，這已經(jīng)是目前最高端的技術。但這并不值得炫耀，因為FPGA產(chǎn)業(yè)發(fā)展到今天，芯片已不能代表全部。

FPGA企業(yè)除了要向客戶提供芯片之外，同時還會提供EDA(電子設計自動化)開發(fā)工具、評估板以及各種IP和參考設計，而客戶在做出選擇的時候，往往會有“亂花漸欲迷人眼”的感覺。為了幫助客戶解決這種困惑，降低設計難度，賽靈思推出了“目標設計平臺”，而“目標設計平臺”正在成為一種新的產(chǎn)品形態(tài)。

對于各個細分的市場，肯定都有特定的幾種典型應用。賽靈思為這些典型應用準備好所需要的設計平臺——— 為這些應用挑選出合適的FPGA芯片和外圍芯片，做出合適且可擴展的演示板，準備好軟件工具和高度可配置IP，提供參考設計流程。目標設計平臺盡可能地為客戶提供底層的服務，讓系統(tǒng)工程師把更多的精力用于他們的設計，從而能夠進行快速開發(fā)，以便迅速占領市場。

資本總是追求利潤的最大化，系統(tǒng)廠商在爭搶產(chǎn)品上市時間的同時也決不會忘記降低成本。對FPGA企業(yè)而言，幫助他們的客戶降低產(chǎn)品TCO(整體成本)也是分內(nèi)之事。