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摩爾定律尚未終結，半導體制造工藝正向更細微的線寬發展。如今，FPGA廠商開始率先采用最新的半導體技術。兩年前，賽靈思（Xilinx）公司率先公布了28nm FPGA技術，今年則是Altera公司在20nm節點走在了前頭。 本月初，Altera公司公開了其20nm創新技術。近日，Altera公司資深副總裁兼首席技術官Misha Burich博士來京介紹了該公司20nm技術的情況。 Burich博士介紹說，目前的處理器技術存在著靈活性和效率之間的矛盾。通用處理器最靈活，但其每瓦功效最低；專用硬件功效最高，但不具備靈活性，如下圖所示。FPGA廠商具備一個優勢，可以實現硅片融合，將微處理器、DSP、FPGA、ASSP和ASIC集成到一個器件中。混合系統架構器件結合了每一類半導體器件的優點，提高了靈活性也優化了性能。 
兩難的問題：靈活性和效率 來源：“High-Performance Energy-Efficient Reconfigurable Accelerator Circuits for the Sub-45nm Era”，2011年7月。作者：Ram K. Krishnamurthy，電路研究實驗室，Intel公司。 Burich博士介紹說，Altera公司的硅片融合由來已久。在130nm節點，Altera公司在FPGA上集成了存儲器和DSP模塊，在90nm節點集成了硬收發器，在65nm集成了硬件控制器和功率控制電路，在40nm集成了高效硬協議和硬處理器，在28nm集成了可變精度硬DSP。實際上，在28nm節點，芯片上真正用于FPGA的面積僅有40%，大部分面積都用來集成其他功能。 在20nm節點，Altera將采用3D 異構IC技術，即在硅基片上堆疊FPGA、Altera的HardCopy ASIC、第三方ASIC、存儲器、光模塊等組件，系統集成度將提高10倍以上，在提高性能的同時降低了系統功耗并減小了電路板面積，降低了系統成本。
3D IC技術助力硅片融合 Burich博士介紹說，Altera的3D IC技術側重于異構，即追求融合其他技術而不是單純的FPGA容量。此外，Altera采用的制造技術使芯片的良率更高，這意味著與競爭者相比更低的產品價格。 除了硅片融合，Altera的20nm技術還將大幅提升DSP性能和收發器帶寬。Altera公司的20nm技術將采用可調精度DSP模塊，具備大于5 TFLOP的單精度IEEE 754浮點處理能力，性能是28nm器件的5倍。收發器的帶寬可達40Gbps（芯片至芯片）及28Gbps（芯片至背板），較28nm器件提升了一倍。 的確，這一切看起來都是非常美好的。我們希望早日見到Altera的20nm產品面世。 |
