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舌尖上的本土IC企業(yè)系列之四:京微雅格 FPGA領(lǐng)域的中國“芯”

2013/01/28
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FPGA號(hào)稱“萬能芯片”,能做FPGA器件的廠商肯定是大牛中的大牛,因?yàn)橄馡ntel、TI這樣的半導(dǎo)體巨頭也曾嘗試進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng),但都因?yàn)檫@樣那樣的原因鎩羽而歸。在筆者的印象中,目前,全球范圍內(nèi)能夠量產(chǎn)FPGA的企業(yè)屈指可數(shù),大家耳熟能詳?shù)腁ltera、Xilinx和Lattice都是美國企業(yè),所以當(dāng)聽說這個(gè)以高門檻、高投入著稱的行業(yè)終于有了中國企業(yè)的身影時(shí),筆者多少有些吃驚,但是自豪之情溢于言表。這家中國FPGA企業(yè)就是京微雅格,本次與非網(wǎng)邀請(qǐng)到了其掌門人劉明博士,聽他來談?wù)劚就罠PGA廠商的成長(zhǎng)之路。

雅格羅技到京微雅格

京微雅格的成立對(duì)中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說是具有里程碑意義的一件事情,因?yàn)樗谝淮巫寚擞辛俗约旱腇PGA器件,中國也成為了繼美國之后第二個(gè)能夠自主研發(fā)生產(chǎn)FPGA器件的國家。而一路走來,京微雅格如何能夠突破國外FPGA巨頭6000多項(xiàng)的專利限制,開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的FPGA產(chǎn)品?

劉明博士坦言當(dāng)初走了很多彎路,公司從2005年進(jìn)入清華科技園成立雅格羅技開始,就一直致力于FPGA產(chǎn)品的開發(fā)。在架構(gòu)上如何繞開國外那幾家公司的壟斷,京微雅格也嘗試過不少方案,但剛開始并不理想。經(jīng)過6代產(chǎn)品的研發(fā)和改進(jìn),京微雅格終于推出了具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的Tile架構(gòu),而基于該構(gòu)架的CME-M5(金山)以及CME-M7(寶山)系列產(chǎn)品也終于真正擺脫了國外廠商架構(gòu)的影響。除此之外,京微雅格首創(chuàng)的可定制可重構(gòu)可編程的可配置應(yīng)用平臺(tái)(CAP—Configurable Application Platform)將FPGA /CPU//SRAM/ASIC/Flash/ADC以及其他功能模塊嵌入在單一芯片中,幫助客戶降低設(shè)計(jì)難度,提高產(chǎn)品的可靠性和性價(jià)比,受到市場(chǎng)的廣泛歡迎。

2010年,雅格羅技與北京市政府成立合資公司,在資金面上得到了進(jìn)一步的保障,公司改名為京微雅格。

FPGA研發(fā),難在哪里

大家都說研發(fā)FPGA產(chǎn)品是高門檻、高投入,具體而言難度究竟在哪?劉明博士解釋,簡(jiǎn)單來說就是對(duì)技術(shù)和資金的高要求。

技術(shù)上主要有四個(gè)難點(diǎn),架構(gòu)、工具、硬件以及軟件。

如何突破其他FPGA巨頭在架構(gòu)上的專利限制是京微雅格首先得面對(duì)的問題,而京微雅格的CAP可配置應(yīng)用技術(shù)平臺(tái),也正是看到FPGA發(fā)展趨勢(shì),順勢(shì)推出的架構(gòu)技術(shù)。目前京微雅格在這方面已經(jīng)申請(qǐng)了98項(xiàng)專利技術(shù),而FPGA+MCU+RAM+Flash的可配置應(yīng)用芯片一經(jīng)推出,就得到了市場(chǎng)的不錯(cuò)反響。金山及先前系列產(chǎn)品主要是集成8051單片機(jī),針對(duì)的也是中低端的市場(chǎng)應(yīng)用,而隨著FPGA邏輯資源的不斷增加,后續(xù)的寶山系列會(huì)集成ARM的CPU硬核,用來滿足數(shù)據(jù)處理需求更高的開發(fā)應(yīng)用。

FPGA開發(fā)工具的難點(diǎn)可以和ASIC芯片開發(fā)工具作比較,由于全球做ASIC芯片的公司數(shù)以千計(jì),所以有像Synopsys、Cadence這樣的EDA廠商為ASIC芯片開發(fā)提供專業(yè)的開發(fā)工具。FPGA器件則不同,由于沒有專業(yè)的EDA廠商來配合,所以,F(xiàn)PGA廠商不僅要會(huì)使用通用的ASIC開發(fā)工具進(jìn)行設(shè)計(jì),還要為自己的客戶開發(fā)相應(yīng)的FPGA開發(fā)工具。硬件方面ASIC芯片將功能設(shè)計(jì)好之后可以進(jìn)行自動(dòng)化的設(shè)計(jì),而FPGA設(shè)計(jì)則更像手工活,這其中的難度和復(fù)雜度就可想而知了。

FPGA作為通用型芯片,其最大的特點(diǎn)是需要通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)某些專門功能。從某種程度上來說,軟件的好壞直接決定了FPGA產(chǎn)品的成敗。從歷史來看,前前后后差不多有58家公司涉足FPGA行業(yè),大部分也是因?yàn)檐浖膯栴}而折戟。而京微雅格自主開發(fā)的Primace和Andara軟件系統(tǒng)突破了瓶頸,通過軟件實(shí)現(xiàn)綜合(synthesis)、映射(mapping)、布局(placement)、布線(routing)、時(shí)序分析(timing analysis)、位流生成(bitgen)、仿真(simulation)等全流程的FPGA設(shè)計(jì),而軟件內(nèi)嵌Keil-C的AGDI接口可以幫助嵌入式軟件開發(fā)者在Keil-C中編譯和在線調(diào)試MCU或CPU的固件。

FPGA產(chǎn)品的開發(fā)周期長(zhǎng)、先期投入大,對(duì)資金的壓力可想而知;而且FPGA產(chǎn)品開發(fā)對(duì)團(tuán)隊(duì)的完整性要求也較高,如何建立一個(gè)比較齊全的開發(fā)團(tuán)隊(duì)并保證這個(gè)團(tuán)隊(duì)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定,對(duì)企業(yè)管理和運(yùn)營資金來說都是不小的挑戰(zhàn)。

 

面對(duì)未來,路在何方

對(duì)于京微雅格未來的發(fā)展,劉明博士充滿自信。目前集成了增強(qiáng)型8051的“山”系列產(chǎn)品M0、M1、M5已經(jīng)推向市場(chǎng),整合了ARM Cortex-M3的M7產(chǎn)品馬上也將面世。隨著邏輯資源的不斷增加,京微雅格將30K及以上邏輯資源產(chǎn)品定義為“云”系列,計(jì)劃明年將有產(chǎn)品問世,主要面向高端市場(chǎng)。面向超高端市場(chǎng)的應(yīng)用,京微雅格也在做著技術(shù)儲(chǔ)備,未來會(huì)規(guī)劃“星”系列的產(chǎn)品;針對(duì)手持終端等移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)功耗或其他有特殊要求的行業(yè)應(yīng)用,劉明博士表示,京微雅格也在規(guī)劃“湖”系列的產(chǎn)品系列,主要強(qiáng)調(diào)低功耗和高可靠性。

既然已經(jīng)有產(chǎn)品面市,筆者最關(guān)心的還是京微雅格如何在眾強(qiáng)近乎壟斷的情況下鋪開這個(gè)市場(chǎng)。與傳統(tǒng)的純FPGA產(chǎn)品不同,京微雅格的產(chǎn)品還整合了MCU/CPU等邏輯模塊,對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用工程師提出了更高的要求。劉明博士介紹京微雅格一方面會(huì)加強(qiáng)與客戶的聯(lián)系,為潛在客戶進(jìn)行產(chǎn)品培訓(xùn),讓更多的工程師了解京微雅格的產(chǎn)品;另一方面,也會(huì)積極推進(jìn)自己的大學(xué)生計(jì)劃,讓更多的學(xué)生在本科、研究生階段就接觸了解京微雅格的產(chǎn)品,從短期、中期以及長(zhǎng)期角度擴(kuò)大市場(chǎng)接受度。“除了產(chǎn)品具備更高的系統(tǒng)性價(jià)比,本土化的研發(fā)和支持團(tuán)隊(duì)也是我們與其他家FPGA廠商相比的優(yōu)勢(shì)所在,我們的軟/硬件工程師都位于北京的中關(guān)村高端人才創(chuàng)業(yè)基地或上海和深圳的辦公室內(nèi),能夠更好的反應(yīng)和支持客戶需求。腳踏實(shí)地、用創(chuàng)業(yè)公司的執(zhí)著與激情去服務(wù)客戶,這些都是我們開拓市場(chǎng)的企業(yè)姿態(tài)。”

目前FPGA的全球市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)超過50億美元,雖然與ASIC的規(guī)模相比還有差距,但是發(fā)展速度迅猛,而且FPGA市場(chǎng)的一半在中國,京微雅格將大有可為。未來幾年,京微雅格還將側(cè)重中低端市場(chǎng)的發(fā)展與應(yīng)用。劉明博士承認(rèn),與有數(shù)十年經(jīng)驗(yàn)積累的大廠Altera、Xilinx相比,京微雅格還存在著不小的差距,但是立足本土市場(chǎng),更貼近目標(biāo)客戶,為本土客戶提供更全面更周到的服務(wù)則是京微雅格的開山法寶。

隨著上海、深圳分公司的逐漸完善,分銷商隊(duì)伍的不斷壯大,京微雅格將為更多客戶所熟悉。雖然擺在京微雅格前面的路并不好走,但我們?cè)敢饪吹剿阶咴胶谩?/p>

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