首颗FD-SOI工艺FPGA芯片诞生！莱迪思开启逆袭之路？！

电子发烧友网报道（文／黄晶晶）莱迪思半导体位居全球FPGA厂商第三，虽然与前两大公司赛灵思和英特尔（收购Altera）的营收有所差距，但作为以低功耗、小型化著称的FPGA厂商在消费类电子、工业等领域取得了成功。近年，其策略发生了重要的变化，推出了转型之作。

莱迪思业绩向好

财报显示，莱迪思半导体2019年第三季度总收入为1亿美元，同比增长2%。三季度毛利润为59.4%，同比增长190个基点。三季度净利润为1300万美元，同比增长94%。莱迪思对于第四季度业绩的预期，2019年第四季度的收入预计在9700万美元至1.03亿美元之间。
 
2019年莱迪思的股价飞速增长，从年初的6美元左右最高涨至21.16美元，直到12月仍维持在18美元左右，也就是今年以来莱迪思的股价至少涨了三倍。
 
观察其最新的策略，今年以来，莱迪思另辟蹊径，不再只关注消费类市场，而是针对新兴应用开始了布局。刚刚发布的这颗FPGA新品可以说是最好的诠释。

发布首颗基于三星28nm FD-SOI工艺的FPGA芯片

莱迪思发布的这颗基于Nexus FPGA技术平台的产品CrossLink-NX，为开发人员提供了构建通信、计算、工业、汽车和消费电子系统的创新嵌入式视觉和AI解决方案时所需的低功耗、小尺寸、可靠性和高性能特性。
 
上海莱迪思半导体亚太区产品市场部总监陈英仁介绍说，CrossLink-NX系列FPGA采用了三星的28 nm FD-SOI制造工艺，这是FPGA领域首次采用FD-SOI工艺，这一工艺与Lattice的全新FPGA架构的结合，优化了小尺寸、低功耗应用。

 图：上海莱迪思半导体亚太区产品市场部总监陈英仁 （来源：电子发烧友网）

“我们之前主要做消费类市场，一些技术很难复用，此次我们首次采用了FD-SOI工艺，在同一个FPGA技术平台上，能够复用设计，降低开发成本，加速产品迭代，我们将持续开发新产品，聚焦充分发挥28nm FD-SOI的优势。”陈英仁表示。
 
 
低功耗：与同类FPGA相比，CrossLink-NX功耗降低75％
 

 
由于可编程反馈偏压技术，可以针对每款器件的性能与功耗进行优化。通常来说，低功耗与高性能需求存在矛盾之处，而这颗芯片针对便携设备等应用能够提供低功耗优化，由于运行功耗低，节省设备的风扇等配件，降低产品成本，同时提高稳定性。
 
可靠性高：软错误率（SER）比同类FPGA低100多倍
 
CrossLink-NX的软错误率（SER）比同类FPGA低100多倍，对于要求运行时绝对安全可靠的关键应用而言，是绝佳的解决方案选项。


 
陈英仁解析，系统不稳定性主要来自于外太空的辐射，由于中子在地球上的穿透力，会对CMOS制程有所干扰，造成软失效，即软错误率。28nm FD-SOI工艺有一个很薄的绝缘层，将SER降低100倍。这一特性对于保障户外、工业、汽车、通信和数据中心等应用的运行环境至关重要。
 
高性能：高速接口，超快配置，助力AI处理
 
CrossLink-NX FPGA支持各种高速I/O（包括MIPI、PCIe和DDR3存储器），非常适合嵌入式视觉应用；
 
某些应用不允许系统启动时间过长，例如工业马达控制。为了满足这类应用需求，CrossLink-NX可以在3毫秒内实现超快速的I/O配置，在不到15毫秒内完成全部器件配置。
 

 
为了在网络边缘设备上高效地支持AI推理，CrossLink-NX平均每个逻辑单元有170 bit存储空间，拥有同类产品中最高的存储与逻辑比，性能是上一代产品的2倍。
 

 
小尺寸：仅为6 x 6 mm，比同类FPGA小十倍
 
首款CrossLink-NX器件的尺寸仅为6 x 6 mm，比同类FPGA小十倍之多，能够更好地支持客户减小系统尺寸。
 

 
软件工具和IP：
 
除了全新的Lattice Radiant 2.0设计软件外，莱迪思还提供了包括MIPI D-PHY、PCIe、SGMII和OpenLDI等接口在内的IP核库，以及常用的嵌入式视觉应用演示，例如4：1图像传感器聚合。
 

为嵌入式视觉与边缘计算赋能

由于FPGA具有并行处理能力，因此是嵌入式视觉和AI应用的绝佳硬件平台。这种并行架构大大地加快了数据推理等特定处理工作的效率。目前在端侧进行边缘处理的方式有多种，包括CPU、GPU、ASIC、FPGA等，那么FPGA用于边缘计算的优势又是什么？
 
陈英仁解析，FPGA拥有足够地弹性，启动时间短、接口丰富，可接多个传感器等。而SoC或ASIC理论上效率不高，纯ASIC失去灵活地弹性，SoC又是串行处理，启动时间比不上FPGA.
 
这在嵌入式应用当中，例如手机屏幕快速亮屏，汽车启动时屏幕快速亮屏，减少等待时间等，FPGA能够带来更优的体验。
 
在一些需要增加兼顾功能简单与成本的应用场景，就特别适合使用FGPA。比如给广告机增加一个手势识别功能用于屏幕页面翻页。若增加触控功能，成本不经济，用FPGA能够见缝插针地对产品进行快速升级。又如人流量统计，只需采用最简单的方法即外加摄像头，通过FPGA来处理即可。
 
新一代FPGA芯片存储容量变大，接口速度变快，功耗更低，性能更强，使得嵌入式视觉、AI推理等在端侧的处理能力得到升级。不同于工程师写算法进行方案开发耗时久，现在通过强大性能的处理芯片，提供图像样本、数据样本等，提供AI训练的工具，AI就可能发挥其自学习的能力，最终让设备在端侧更加智能化。
 
过去四年，莱迪思出货了10亿颗芯片，在消费类电子等领域以其稳定性和可靠性得到客户的广泛认可。
 
此次CrossLink-NX器件的推出主要面向工业、汽车电子等领域，可以看到，莱迪思的市场拓展已经迈向一个新的台阶。而这颗FPGA芯片以及后续的研发计划完全有能力承载这一转型的持续推进。
 
“FPGA的应用高可达大数据中心、云计算等市场，低可在消费类追求极致的性价比，我们看到介于两者之间的市场还有很大的发展空间，而这就是莱迪思正在聚焦的地方。”陈英仁表示，这类市场例如工业、汽车等对FPGA的要求不如数据中心市场高端，却对FPGA适度的性能、功耗有要求，这些领域的一大特点即是嵌入边缘计算，边缘智能。
 
CrossLink-NX计划于2020年上市，莱迪思并已向部分客户提供器件样品。除了在28nm FD-SOI制造工艺不断开拓不同版本的产品之外，例如现在提供的逻辑单元为17K和39K在某些应用上可能不太够用，后续会推出更大容量的产品，莱迪思也正在研发采用新工艺的下一代FPGA产品。
 
小结：

在目前，高端FPGA芯片在数据中心市场由两家FPGA巨头“较量”，低端FPGA芯片在消费类等市场由涌入的多家国内FPGA厂商“厮杀”的竞争格局下，莱迪思重新定义产品以及市场，通过先进制程工艺、与独有的FPGA技术平台相结合而推出的新的FPGA芯片，能否凭借其性能、功耗等优势占领嵌入式视觉、边缘AI等市场呢？也许明年的市场表现才能见分晓，但至少莱迪思正在用全新的产品再一次证明自己。