差异化竞争,美高森美PolarFire冲击中密度FPGA市场

纵观全球FPGA市场，高密度FPGA由Xilinx与Altera牢牢把持，后者被英特尔收购后划分到PSG事业部，两巨头持续采用最先进制造工艺，不断提升技术优势，相互竞争。而低密度的市场，则由美高森美(Microsemi)和莱迪思(Lattice)占据。两家公司并不甘一直屈居低密度FPGA市场。近日，Microsemi在北京举行新闻发布会正式推出新的FPGA产品PolarFire系列，进军中密度FPGA市场。

美高森美PolarFire由来

作为一种可编程的逻辑器件，近年来FPGA在航空航天、军事通信、基站网络、数据中心、工业控制甚至汽车、能源方面得到了广泛应用。集成了灵活的FPGA架构能为系统设计人员提供更多的选择。

继2010年收购Actel后，在可编程行业深耕30年的美高森美，已经拥有了1K到500K LE的产品系列，潜在市场从15亿美元扩大到了25亿美元。

美高森美FPGa产品线

美高森美系统级芯片产品组高级产品线营销总监Shakeel peera称：“Polar是极地的意思，南极北极，意味着极低的功耗，而Fire火则意味着高性能。凭借低功耗与高性能的差异化优势，在中密度FPGA市场，PolarFire击败了竞争对手。”

美高森美高级产品线营销总监Shakeel Peera

首先，我们先来看看PolarFire FPGA架构图：

从如上架构图来看，PolarFire首次支持了DDR4，这也是未来的趋势；在普通的I/O接口上支持千兆以太网；安全性方面集成了DPA差分功率分析号称同级最佳安全性。那么PolarFire低功耗高性能是如何而来的呢?

PolarFire低功耗高性能的秘密

首先，相比于Xilinx、Altera采用昂贵的HKMG或FiNFET制造工艺，PolarFIre采用的是基于SONOS的28nm COMS工艺。我们知道每只SRAM晶体管的漏电量大于失一个SONOS单元的1000倍，考虑到包括电荷泵在内的整个芯片，采用非易失性FPGA的漏电量平均比SRAM低10倍。而且28nm还是最节约成本的节点。

其次，PolarFIre独特的收发器架构，专注于正对12.7Gbps传送速率实现最优裸片尺寸和功耗，相比竞争对手功耗效率提升2x—2.5x。

此外，PolarFire使用美高森美FPGA独有的Flash*Freeze深度睡眠模式，采用了非易失性技术的PolarFire可以允许更多的电路处于睡眠模式和立即唤醒，进一步降低功耗。

美高森美系统级芯片产品组副总裁兼业务部经理Bruce Weyer表示：“Polar相比于竞争对手产品在最好的情况下的功耗总体下降近50%，通过降低功耗，每降低一瓦特BOM成本就可以节省1.5美元。”

美高森美系统级芯片产品组副总裁兼业务部经理Bruce Weyer

PolarFire其他特性

“网络安全性是网络边缘的联网设备首要考虑因素”，hakeel peer称：“一个价值400美元的DPA黑客攻击设备可能会带来数百万美元的IP偷窃，而IOT传感器数据预计将在未来5年达到300亿个单位，每个单元都是网络犯罪的潜在入点。”

PolarFire具有同级最佳的安全性，包括：

· 差分功耗分析(DPA)攻击防范

· 比特流保护

· 集成物理不可克隆功能(PUF)

· 56KB的安全eNVM(sNVM)

· 内置篡改检测器和对策

· 真正的随机数发生器

· 集成Athena TeraFire EXP5200B加密协处理器(Suite B功能)

写在最后

在CPLD和FPGA历史上，曾经多达30多家厂商，经过几十载的发展，FPGA从电子设计的外围器件逐渐演变为数字系统的核心，而FPGA市场从百家争鸣演变成现在的四雄割据。据ICinsight、Digitimes等市场研究分析，未来数年内FPGA市场将会是一片光明，期待Microsemi的PolarFire能够再次点燃FPGA市场。