让FPGA兼具高性能和低功耗，为何要选用28 nm FD-SOI

（文章来源：21IC中国电子网）

随着摩尔定律的放缓以及登纳德缩放比例定律和阿姆达尔定律接近瓶颈，异构和加速时代已降临，FPGA厂商在近期的大动作也不断，不断刷新FPGA的容量。当然，随之而来的也在不断抢占软件、加速器和数据中心的市场，以保证其在生态和尖端市场的建设。

问题来了，的确在尖端市场上，这些产品非常优秀，但既追求性能又追求价格、尺寸和功耗的消费类市场怎么办？这就需要一家专心这一领域，并不断优化的厂商了。

在此方面，便不得不提到Lattice（莱迪思半导体），作为FPGA知名厂商之一，该公司在此前的战略便是专注于消费类市场产品的研发，提供既兼顾了高性能又拥有极高性价比的小尺寸低功耗产品，特别是嵌入式视觉方面。当然，Lattice也并不只局限于消费电子，小系列产品均是这家公司的强项。

最近，Lattice就推出了一个新的平台Nexus和采用该平台并结合28 nm FD-SOI（耗尽型绝缘层上硅）的产品。21ic中国电子网受邀参加此次新品发布会，莱迪思半导体亚太区产品市场部总监陈英仁现场为记者解答相关问题。5G和云端绝对是今年最热的话题，当然紧随着后的这几年行业一直主推的AI和IoT。行业人士普遍认为，AI算法目前来说其实突破并不明显，大数据和云计算的发展顺势造就了AI，构建了“端-边-云”一体化的格局。

所以在5G和云端的不断成长下，无论是在机器视觉还是边缘处理方面，均拥有着庞大体量的智能汽车、智能家居和智能工厂应用，而这些场景选择大多数偏向于小系列产品。但矛盾的是，行业普遍既追求“高性能”，又追求“低功耗”。

陈英仁对记者表示，正为解决这种矛盾，所以才选择了28 nm FD-SOI。据他解释表示，FD-SOI可在衬底这部分进行电压控制，因此反馈偏压（Back Bias）是可控的，在此方面可自由进行低功耗和高性能的设定切换。在此情况下，应用28nm FD-SOI工艺的FPGA便可既具有“高性能”也具有“低功耗”两种特性。

这种“低功耗”与“高性能”转换最大的好处便是可解决许多使用电池的应用，在大多数工厂、消费电子越来越讲求便利性，为保持机动性难免使用电池。当然，低功耗换言之，其实也意味着减少了用电成本，减少了功耗带来的热量而节省了散热成本。

28 nm FD-SOI带来的另外的一个重要优势便是稳定性，陈英仁表示，很多消费或工业类产品并不在乎稳定性，重启解决一切，然而一些牵扯安全甚至生命的应用稳定性的优点便凸显出来了。

那么这是如何是实现的？陈英仁为记者介绍表示，其实不稳定因素来源于辐射，因其强力的穿透力导致许多采用CMOS的制程受到它的干扰，特别是传统使用SRAM制程的FPGA产品。而28nm FD-SOI则拥有较薄的氧化层，因此关键区域的减少，使得软错误率（SEU）随之而降。陈英仁强调，单单选择这个工艺，便可将失效降低100倍，换言之便是可靠性增强了100倍，因此对于诸如汽车、工业、通信、数据中心甚至航空都是非常重要的，特别是航空方面拥有更多的辐射。

另外28 nm FD-SOI工艺的产品与bulk CMOS工艺相比，这项技术的漏电也降低了50％。目前来说，Lattice在28 nm FD-SOI方面的产品是三星在此方面代工，陈英仁表示，明年的新产品也会继续在28 nm方面产品继续发力。

（责任编辑：fqj）