消費電子應用前景看好 PLD廠商致力器件創新

　　消費電子在PLD(可編程邏輯器件)產品的各種應用中銷售額的增長率是最高的，成本、功耗和體積的優化進一步促進了PLD在消費電子領域的發展，其中平板電視、汽車電子和各類便攜式產品尤為引人注目。

　　近幾年，PLD企業紛紛看好消費電子市場的發展。為迎合這一市場的需求，PLD產品在成本、功耗和體積方面不斷創新。

　　消費應用占比近兩成

　　2000年的網絡泡沫帶來了當時通信業的大規模衰退，與此同時，也導致當時主要收入幾乎都來自通信應用的FPGA(現場可編程門陣列)業的回落。在2002年，全球PLD市場又比2001年下降了近30%。也正是在當年，幾大PLD廠商開始了新技術、新應用的探索之旅，希望通過創新尋找新機會，帶動PLD業從衰退中走出來。

　　而幾大廠商當時對《中國電子報》記者說，消費電子市場將是PLD產品擴展市場的一個好機會。因為消費類電子廠商長期面臨推陳出新的壓力，這一行業恰恰可以發揮PLD產品的幾大優勢：可以幫助消費產品實現差異化設計，便于產品未來的升級和擴展，還能滿足消費產品快速上市的需求。

　　看到這一機會后，先是在2002年9月，Altera推出了CycloneFPGA，當年11月，賽靈思也發布了新的Spartan系列產品。這些新產品在每個邏輯單元的成本上比以前的FPGA下降了不少，幫助FPGA打開了成本敏感的消費電子應用，進入了顯示器、數字電視等多個消費應用領域。

　　時至今日，消費電子應用已占到PLD企業總銷售額近20%的比例。賽靈思公司亞太區大批量應用部總監張宇清向《中國電子報》記者介紹說，在2007年12月結束的2008財年第三季度，賽靈思公司的消費電子及汽車應用銷售占據了全球營收的17%，同比增長9%。Altera公司2007年第四季度的消費電子應用占其全球營收的16%，同比增長了7%。Actel公司亞太區總經理賴炫州也表示，Actel在2007年第四季度的營收有13%來自消費電子應用，而2007年第三季度則為12%。

　　雖然從銷售情況看，通信和工控仍然是目前PLD最主要的兩個應用市場，但這兩個市場的增長率已經放緩，甚至出現負增長，而消費電子在PLD銷售中的增長是最高的，展望未來，消費電子在PLD產品的各種應用中，是最富有發展前景的。

　　順應功耗、成本及體積需求

　　為了更好地滿足消費類產品的需求，拓展這一市場，幾大PLD廠商紛紛在低功耗、低成本和小體積這幾方面進行創新。

　　在降低PLD功耗方面，賽靈思通過設計更多的節電工作模式，來實現低功耗。賽靈思張宇清介紹，在他們創新的懸掛節電模式中，FPGA可以被快速喚醒，不需要等待配置時間，同時可節省待機電耗高達80%。

　　Altera公司在最新的CycloneIII系列中，利用TSMC(臺積電)的65納米工藝以及QuartusII軟件的功耗管理等多種技術，功耗比90納米CycloneII系列降低了50%。其中，QuartusII開發軟件的PowerPlay技術對設計進行自動分析和優化，降低了功耗，同時滿足了時序和性能要求。

　　Actel的賴炫州也表示，他們的FPGA與前兩者的基礎不同，他們的FPGA基于Flash(閃存)，因而不需要外接配置器件(如EEPROM等)，具有上電即行功能，并可從睡眠模式下快速恢復系統狀態，且無需重新加載配置數據，因而能降低功耗。此外他們把支持的電壓降低到1.2V，也大大節省功耗。

　　在降低成本方面，Altera公司主要是通過制造工藝的改進來達到降低成本的目的。例如，CycloneIII器件采用65納米技術，還采用了交錯I/O焊盤來減小管芯和電路板大小，與此同時，還提供多種低成本封裝選擇，配置了低成本并行閃存配置器件。

　　賽靈思則通過為不同應用提供多個面向領域優化的FPGA平臺來滿足成本效率方面的需求。例如，Spartan-3A主要針對I/O密集設計，Spartan-3E針對邏輯密集設計，Spartan-3ADSP針對DSP密集設計，而Spartan-3AN則針對高安全性設計。此外，他們還通過在芯片中加入更多的功能，例如在Spartan-3AN集成更大的片上閃存，減少對外部閃存的需求并降低系統PCB(印制電路板)面積來降低PLD產品和系統產品的成本。

　　在小體積方面，Actel在其低功耗5μWIGLOOFPGA產品上采用了焊球間距僅為0.4mm的4mm×4mm封裝，而賽靈思則表示，芯片級封裝(CSP)已經用于當前的FPGA產品，未來晶圓規模封裝將可進一步縮小芯片的體積。

　　應用熱點鎖定顯示、汽車等領域

　　今天，廠商采用深亞微米技術，例如65納米，并在FPGA中加入更多的DSP、嵌入式存儲器及多種I/O組合，這些特性使PLD能夠替代更多原來消費電子中的ASIC產品，獲得更多的應用。

　　總結起來，FPGA及CPLD在幾大應用中顯示出非常好的前景。

　　一是顯示器領域，像平面顯示器(包括LCD、等離子面板、等離子小截面顯示、硅液晶等)以及視頻投影儀，它們從各種信息源中接收、解碼并顯示數字視頻流。而隨著平板電視價格的不斷降低，這類電視已經走進了千家萬戶。

　　二是汽車電子，PLD在汽車信息娛樂系統、汽車安全、智能駕駛、汽車網絡等系統中起到視頻流處理和橋接功能。

　　三是在各類便攜產品，如手機、攝像機、照相機、便攜媒體播放器、導航設備及手持醫療設備方案中起到視頻處理、橋接等功能。

　　四是機頂盒等市場。

　　可以預見，消費電子應用在PLD企業的總銷售額比例將持續走高，成為近幾年最引人注目的應用推動力。