Altera推出45納米FPGA
出處:中國電子工業(yè)網(wǎng) 發(fā)布于:2011-06-13 21:20:22
Altera推出45納米FPGA。45納米將繼續(xù)實(shí)現(xiàn)成本和功耗降低、性能提升,但會同時帶來設(shè)計(jì)和工藝挑戰(zhàn),需要FPGA供應(yīng)商和晶圓代工廠間更緊密的合作。Altera宣稱其和臺積電(TSMC)這種“1+1排他性合作”模式在45納米節(jié)點(diǎn)顯示現(xiàn)更大優(yōu)勢。
45nm(1μm=1000nm,1nm為10億分之一米)不是指的芯片上每個晶體管的大小,也不是指用于蝕刻芯片形成電路時采用的激光光源的波長,而是指芯片上晶體管的柵極寬度,衡量半導(dǎo)體制程的參數(shù)很多,比如芯片上晶體管和晶體管之間導(dǎo)線連線的寬度,簡稱線寬。(此處應(yīng)為連線的高度,線寬在一個技術(shù)時代里(比如45nm工藝)是可以不斷縮小的,而線的高度是不變的)。半導(dǎo)體業(yè)界也經(jīng)常用線寬這個工藝尺寸來代表硅芯片生產(chǎn)工藝的水平。早期的連線采用鋁,后來很多國外的大公司采用銅導(dǎo)線了。
在摩爾定律指引下,過去10多年來,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍是每兩年推出一個新工藝,預(yù)計(jì)這還會在未來10年內(nèi)持續(xù),從目前的65納米到45納米再到32納米以下。這背后的驅(qū)動力是每一代新工藝會將片上晶體管密度翻倍這意味著更高性能,更低成本和功耗。
Altera公司技術(shù)開發(fā)副總裁Mojy Chian博士表示,和以往不同的是,過去幾年客戶對性能、成本和功耗需求的優(yōu)先級發(fā)生了變化。他指出,2000年左右,客戶關(guān)心性能,其次是功耗,是成本,但是現(xiàn)在客戶關(guān)心成本,其次是功耗,才是性能。正是因?yàn)槿绱?,?5納米節(jié)點(diǎn),Altera推出的器件是低成本低功耗FPGA。
作為Altera公司技術(shù)開發(fā)副總裁,Chian博士負(fù)責(zé)所有技術(shù)節(jié)點(diǎn)芯片工藝的各項(xiàng)工作,包括新技術(shù)(65nm、45nm)的工藝規(guī)劃和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),以及提高成熟技術(shù)的產(chǎn)量、降低其缺陷密度和工廠控制等?,F(xiàn)在他的主要工作集中在45nm工藝上。
Chian表示,45nm是一個重大工藝節(jié)點(diǎn),45nm相對于65nm的優(yōu)勢要比65nm相對于90nm的優(yōu)勢更大。這主要是應(yīng)變硅工程(Strain engineering)大大提高了晶體管性能,使晶體管級性能提高了40%以上,有利于將更多晶體管集成到有限的面積上。應(yīng)變硅、硅化鎳、低K介質(zhì)和銅互連這些技術(shù)已經(jīng)用于65納米,將繼續(xù)用于45納米工藝。
盡管45納米繼續(xù)帶來更高的價值,但也帶來了很大的挑戰(zhàn),主要是設(shè)計(jì)和工藝間更緊密的相互依賴。45納米對器件開發(fā)帶來的挑戰(zhàn)包括:漏電流管理、電壓飽和、嚴(yán)格的設(shè)計(jì)規(guī)則、變異管理和逆溫現(xiàn)象管理等。同時45納米也提高了制造門檻,例如45納米生產(chǎn)線投資高達(dá)30億美元,工藝開發(fā)成本接近10億美元,另外還會受到光刻波長和原子尺寸限制這兩大技術(shù)挑戰(zhàn)。Chian表示,所有這些問題都不是無法解決的,但增加了開發(fā)成本,能夠跟上的廠商越來越少,促使得供應(yīng)商出現(xiàn)整合。
Chian解釋說,隨著器件越來越復(fù)雜,設(shè)計(jì)者需要在更高層面設(shè)計(jì),但45納米有很多底層工藝需要考慮,也就是說,以前是制造時才會遇到的工藝問題,現(xiàn)在IC設(shè)計(jì)的時候就要考慮。他強(qiáng)調(diào)說:“我們開發(fā)45納米FPGA時,同時遇到艱難的設(shè)計(jì)和工藝挑戰(zhàn),解決這個難題的方法是芯片廠和代工廠間更緊密的合作”。
正是因?yàn)槿绱?,Chian宣稱,在45納米時代,Altera和臺積電的排他性合作模式更具有優(yōu)勢。他解釋說,一是臺積電在研發(fā)、產(chǎn)量和質(zhì)量上;二是雙方在FPGA制造上的排他性合作已經(jīng)超過12年,兩者并不是簡單的供應(yīng)商-客戶關(guān)系,更好像是一家公司里的兩個部門,Altera是IC設(shè)計(jì)部門,臺積電是晶圓制造部門。他宣稱,如果采用幾家代工合作伙伴,由于幾個代工廠擔(dān)心各自的IP問題,他們間將很難達(dá)到無縫協(xié)作。
他還介紹了Altera片就成功的設(shè)計(jì)方法學(xué),即在正式流片(tape out)前,采用測試芯片進(jìn)行驗(yàn)證,以保證片就是成功的芯片,可以交付客戶使用。由于采用了這種設(shè)計(jì)方法,Altera宣稱所有90納米工藝的器件都是片就可以使用,所有器件按時或提前交付,而65納米器件更是從流片到量產(chǎn)交付不到3個月。
在90納米和65納米節(jié)點(diǎn),Altera共有9個測試芯片,45納米計(jì)劃有8個測試芯片。2005年初Altera和臺積電開始45納米工藝和設(shè)計(jì)開發(fā)協(xié)作,雙方組成了12個強(qiáng)大的聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)。目前已經(jīng)有4種研發(fā)測試芯片。
Altera在65納米器件推出時間上稍顯落后,Altera希望在45納米反超。Chian解釋說,一是我們在65納米上引入了可編程功耗技術(shù)這一項(xiàng)重大的技術(shù),它針對設(shè)計(jì)中需要的地方提高性能,而把其它地方的功耗降到,從而降低了總功耗;二是Altera率先首布了業(yè)界低功耗65納米FPGA,這給客戶帶來了很大的價值,是客戶真正需要的;三是Altera的90納米器件中就已經(jīng)集成了業(yè)界的高速串行收發(fā)器。
Altera 的可編程解決方案幫助系統(tǒng)和半導(dǎo)體公司快速高效的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新,突出產(chǎn)品優(yōu)勢,贏得市場競爭。自二十年前發(fā)明世界上個可編程邏輯器件開始,Altera 公司 (NASDAQ:ALTR) 秉承了創(chuàng)新的傳統(tǒng),是世界上"可編程芯片系統(tǒng)" (SOPC) 解決方案倡導(dǎo)者。Altera 公司總部位于美國加州的圣何塞,并在的14個國家中擁有近2000名員工,其2005年度的年收入高達(dá)11.23億美元。Altera 將其早在1983年發(fā)明的可編程邏輯技術(shù)與軟件工具、IP 和設(shè)計(jì)服務(wù)相結(jié)合,向全世界近14,000家客戶提供超值的可編程解決方案。Altera 一直在可編程系統(tǒng)級芯片 (SOPC) 領(lǐng)域中處于前沿和的地位,結(jié)合帶有軟件工具的可編程邏輯技術(shù)、知識產(chǎn)權(quán) (IP) 和技術(shù)服務(wù),在世界范圍內(nèi)為14,000多個客戶提供高質(zhì)量的可編程解決方案。
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