Lattice进军中端FPGA市场

此前以生产小型低功耗FPGA而闻名的Lattice Semiconductor正进军中端FPGA市场，此举将使该公司的潜在市场规模翻一番，达到约60亿美元。

Lattice已经发布了一款用于其中端FPGA产品的新技术平台Avant，以及在该平台上构建的第一个中端FPGA，Avant-E系列，具有多达50万个逻辑单元。

Lattice的产品营销总监Jay Aggarwal表示：“当我们在构思Avant时，我们与全球100多名客户进行了沟通，了解他们真正想要什么。这些客户来自我们所有的主要垂直领域，分布在各个地区。我们从他们那里听到了几乎一致的声音，他们正在寻找中端领域的创新，因为我们的竞争对手忽视了中端FPGA领域，一直专注于高端设备。”

Aggarwal认为竞争对手现有的中端产品主要是高端FPGA的精简版，由此带来了架构包袱。

他表示：“客户在寻找中端领域的创新，不仅是在功耗和性能，还有尺寸。”

Lattice希望通过小型FPGA的经验，生产出能够在计算、通信、工业和汽车市场竞争的产品。

Nexus和Avant

Lattice在2019年通过Nexus引入了技术平台的概念，此后该公司在此基础上构建了5个产品系列。平台概念可以复用设计，降低开发成本，帮助公司提高产品周期。这种方法使该公司的营收从20年第一季度的9700万美元增长到22年第三季度的1.72亿美元。

Nexus专注于10万个逻辑单元以下的小型FPGA，而Avant将覆盖10-50万个逻辑单元之间的设备。新平台具有架构优势和处理扩展的应用集的新功能。Nexus采用了Samsung 28nm FD-SOI工艺，而Avant将使用TSMC的16nm FinFET工艺。

据Lattice称，与最大的Nexus设备相比，Avant设备的尺寸可以大5倍，串行带宽多10倍，AI性能可以达到30倍。Avant平台设备将具有高达25Gbps的可配置SerDes，增强对PCIe Gen4的支持，以及基于客户反馈的LPDDR4和DDR5的高速内存接口。

Avant设备还将采用一个新的后量子就绪的安全引擎，该引擎支持先进的加密算法，Lattice认为这是所有客户都非常需要的，无论是什么行业领域。

Avant设备能够使用Lattice产品组合中的现有软件堆栈，包括Lattice针对边缘AI、嵌入式视觉、安全、工厂自动化和ORAN基础设施的解决方案堆栈。包括参考设计、SDK、设计工具和IP。Aggarwal表示，包括用于SoC设计的Lattice Propel和Lattice Radiant IDE在内的设计软件也将与Avant设备兼容。

这将有助于将大型应用从Nexus直接迁移到Avant设备。

Lattice负责Sales和BD的VP Matt Dobrodziej表示，“我们针对的90%的客户都是Lattice的现有客户，所以这实际上是与我们的客户一起扩展，为他们提供更多的功能，同时通过使用相同的解决方案栈和相同的工具，使他们更容易获得新的效率和易用性。”Avant的大部分目标市场将深入现有客户的应用，以实现新的功能。

边缘AI

边缘AI推理是基于Lattice Avant平台的新型中端FPGA的关键驱动因素。为了有效地处理AI工作负载，Avant的可编程结构混合了功耗优化的嵌入式内存和DSP功能。

为什么不在架构中加强一些比DSP更特定于AI的功能呢？

Dobrodziej说：“如果你看看其他瞄准AI的设备，我们从客户那里听说，那些带有特定AI模块的设备很快就会过时，所以他们将大量硅用于那些没有我们所期望寿命的东西上。通过为AI保留丰富的资源组合和高度优化的结构，我们可以从这些结构中的硬化块中实现许多你期望的东西。对我们的客户来说，灵活性的价值要高得多。”

Avant器件将为AI提供更快的性能和更高的图像分辨率，用于工厂故障检测、机器人的3D深度检测和汽车舱内的乘员监控。

Dobrodziej和Aggarwal表示，相比于AI边缘的专用ASIC，FPGA具有几个优势，主要是灵活性。

Dobrodziej说：“我们在与客户交谈时发现，在这个过程中可能还有其他处理和预处理功能，这些功能将决定性能和最终用户体验。我们仍然认为，交付给这些应用的最重要的方面是与任何传感器工作的灵活性，能够进行预处理，不仅更好地匹配训练数据集与传感器所看到的内容的相关性，而且能够进行类型的预处理，使下游元数据更好。”

Aggarwal补充说：“使用FPGA的一个原因是标准在不断变化，所以灵活性是关键。一旦你把自己锁定在一个特定的架构或解决方案中，你会面对无法想象的工作负荷，甚至可能需要重新设计。我们能够不断改进设备上的算法，并通过相同的FPGA提供更高水平的性能。”

第一款产品系列

第一款基于Avant的器件系列是Avant-E系列。该系列的第一款设备将是最大的，在13*15毫米的封装中有50万个逻辑单元，用于数据处理和边缘AI应用。2023年将会有30/20万个逻辑单元的设备出现。根据Lattice的比较，与竞品Intel Arria V GZ（45万个逻辑单元）和AMD Kintex 7（47.8万个逻辑单元）相比，这款50万个逻辑单元的FPGA将提高2.5倍的能效，吞吐量可达2倍，体积可减少6倍。

Lattice预计将在2024年推出更多的Avant产品。Lattice还将继续投资于Nexus平台，在2023年发布两款Nexus系列产品，2024年会推出更多。2023年还将举行该公司的第一届开发者大会。

第一批Lattice的Avant-E FPGA现在已经发货。

审核编辑 ：李倩