深耕領域大不同　FPGA業者各擅勝場

市調機構Gartner日前下修2011年半導體產業營收成長率，估計2011年全球半導體營收可達3,150億美元，較2010年的2,990億美元成長5.1%。與此同時，可編程邏輯元件(PLD)市場卻不斷成長，其成長幅度甚至超越特定應用積體電路(ASIC)與特定用標準產品(ASSP)。

如此前景可期的市場，自然吸引業者的競相投入，經過長時間的市場汰換後，PLD業者僅餘賽靈思(Xilinx)、Altera、購併愛特(Actel)的美高森美(Microsemi)、萊迪思(Lattice)與新進市場的矽藍(SiliconBlue)較為活躍。由於PLD應用市場廣泛，各家業者以其各自不同的市場策略與優勢，鎖定不同的領域，並精進自身技術，以符合市場需求。即使業者各自努力，卻不局限現場可編程閘陣列(FPGA)發展，反而更加擴大整體FPGA市場規模。

購併動作不斷 Xilinx壯大通訊市場版圖

為持續強化通訊市場的領導地位，著重於通訊、網通領域的賽靈思，陸續購併多家包括乙太網路、光纖與晶片矽智財(IP)業者，進一步強化其通訊領域的產品完整度與技術能力，並陸續推出100G、150G等FPGA架構的乙太網路連接解決方案，以追上行動通訊系統骨幹網路高傳輸速率的發展趨勢。

圖1　賽靈思亞太區、大中華區市場營銷及應用工程部總監張宇清指出，購併與新技術研發是該公司強化通訊市場發展的主要策略，目前營收表現亦可證明策略的成功。

賽靈思亞太區、大中華區市場營銷及應用工程部總監張宇清(圖1)表示，4G通訊技術已在全球市場掀起一股發展熱潮，並促使無線與有線寬頻通訊方案不斷演進，而以通訊為主要耕耘市場的賽靈思，自然不會錯過此一商機，因此該公司已陸續推出相對應的FPGA產品，並透過購併策略厚實產品競爭力，以站穩通訊市場，建立難以撼動的市場地位。

事實上，瞄準行動寬頻網路發展所帶動的後端骨幹升級需求，賽靈思日前已一連發動兩起購併，包括收購流量管理/封包處理解決方案領導供應商Modelware及矽元件IP供應商Sarance Technologies，以提升其為系統大廠供應40G、100G、150G及更高流量的乙太網路和高頻寬橋接等產品實力，並進而發表業界首款以FPGA為基礎的100G流量管理參考設計方案。

除購併動作外，新技術的研發亦為賽靈思強化通訊市場的重要手段。張宇清提到，賽靈思與台積電合作開發的矽堆疊技術，可將較小容量的FGPA堆疊成為通訊設備所需的高效能大容量FPGA，不僅具備高良率，還可節省成本，相當適合對成本敏感又需高效能元件的應用。他進一步強調，28奈米製程FPGA在功耗上已與ASIC旗鼓相當，但FPGA可編程特性可減少業者6個月的設計時間，讓產品更快上市，並平衡FPGA多出ASIC的成本支出，是網通設備業者最佳的設計選擇。

據了解，2010年通訊領域對賽靈思的營收貢獻比重高達47%，是相當重要的營收來源。張宇清指出，從全球半導體產值來看，尤以通訊產業的貢獻度最高，也因此成為賽靈思強攻的重點目標，並透過各式創新技術，鞏固其在通訊市場的發展地位。

厚實新產品/技術 美高森美強攻垂直市場

圖2　美高森美系統單晶片產品事業群資深產品行銷經理Rufino Olay表示，該公司將繼續投資於企業內部成長及購併。

不僅賽靈思購併的動作頻頻，美高森美購併愛特，進入FPGA市場後，也陸續收購許多公司，美高森美系統單晶片(SoC)產品事業群資深產品行銷經理Rufino Olay(圖2)表示，該公司近期併購多家企業，除2010年的愛特外，今年5月購併AML Communications補強射頻(RF)領域；7月收購成像系統業者Brijot，取得毫米波技術，透過不斷的購併為美高森美帶來新的產品、技術能力和資源，可增強美高森美的競爭力，以應付全球當前市場和新興市場的需求。

Olay指出，FPGA市場上已有多家發展成熟的企業，並擁有超過20年的歷史，因此美高森美會更加關注垂直市場，積極以購併方式取得新市場與技術，他強調，設計人員漸漸需要更多特殊的功能和技術能力以滿足不同市場需求，例如，在不斷增長的再生能源市場，使用智慧型低功耗產品是確保持續導入光電、風能和其他各種環保技術，從而減少整體碳排放的關鍵，然而要獲得更大容量、更快、更便宜的元件，就必須著重降低功耗、智慧化處理技術和更強的連線能力。美高森美藉由收購不同性質與技術見長的公司，即可完整提供客戶所需的各式技術能力與解決方案。

即使FPGA市場參與者不多，但市場競爭仍然相當激烈。因此，為鞏固市場地位，美高森美持續在新技術方面進行投資，包括製程結構、智慧財產權(IP)、連線能力和處理器等。Olay指出，這一業務策略與公司最近宣布採用65奈米快閃技術以生產第四代Flash FPGA和可客製化系統單晶片(cSoC)是一致的。

客製化方案助威　矽藍站穩CE市場

瞄準消費性電子龐大商機，成立之初即鎖定消費性電子市場的矽藍，憑藉專注於單一應用領域的策略，以及提供完整的設計支援與服務，再加上特殊的低功耗製程，推出適用於消費性電子市場的PLD，並藉以站穩市場。

圖3　矽藍亞洲銷售副總裁賴炫州表示，該公司兩路影像編解碼器除可節省一顆晶片的成本外，產品本身價格僅1美元，可更進一步降低總成本。

矽藍亞洲銷售副總裁賴炫州(圖3)表示，綜觀各種應用領域，如通訊、消費性電子、工業、軍事與航太等，消費性電子商機最為龐大，產品出貨量也最多，尤其近幾年，智慧型手機與平板裝置(Tablet Device)的成長更是驚人，因此半導體業者無不積極搶攻此市場，PLD廠商亦是躍躍欲試。

不過，雖然消費性電子領域商機龐大，但產品生命週期短，讓廠商面臨產品快速上市的壓力，在無法等待ASIC或ASSP問世的狀況下，具編程特性的FPGA即可突顯其優勢，因此矽藍打從進軍PLD領域後，即確立耕耘消費性電子市場的決心，以期在此碩大的商機中，取得一席之地。

有鑑於新興的業者難以與賽靈思、Altera等規模較大的公司競爭，因而矽藍選擇既有FPGA業者未大力投入的領域起步。賴炫州強調，相較於其他競爭對手的PLD產品橫跨多種應用領域，造成資源分配與技術支援力量分散。矽藍專注於消費性電子領域，因而得以專精於研發符合消費性電子領域要求的技術，並發展出客製行動裝置(CMD)策略，專心一志解決客戶的問題，提供最大與最完善的技術服務能量，進而提高客戶忠誠度。

除此之外，消費性電子針對關鍵元件的要求在於超低功耗與低成本，為滿足此需求，矽藍並以獨有的低功耗製程作為鞏固市場的主要利器，賴炫州指出，矽藍已與台積電合作開發超低功耗製程技術，並在晶圓製造時，再強化晶片的低功耗特性。雖然，越先進的製程技術可進一步縮小裸晶尺寸、提高整合度、增加邏輯閘的數量，但越多的邏輯閘，相對增加FPGA的功耗，因此矽藍並不以追求先進製程為主要目的，近日剛量產的40奈米產品，已足以符合市場的需求。更何況，先進製程良率水準不一定能與前代製程相當，將提高元件成本。

賴炫州並強調，現階段，矽藍PLD產品成本約1美元，功耗與效能亦已貼近消費性電子嚴苛的要求，未來非消費性電子領域中，若需低功耗、成本與高效能PLD的應用，也將是矽藍的市場契機。

據了解，目前消費性電子中，尤其可攜式裝置第一級的大廠皆已導入矽藍產品，足見其產品及市場策略的成功。

搶搭可攜式裸眼3D順風車

值得一提的是，隨著宏達電、樂金(LG)等手機大廠紛紛推出支援裸視三維(3D)的智慧型手機，讓行動裝置市場掀起3D顯示的導入風潮。看好此一商機，矽藍也推出可支援雙通道影像輸入的FPGA方案，以強化3D影像處理效能。

賴炫州表示，3D影像已成為可攜式裝置下一階段的發展重點，其中，裸視3D技術因可避免使用者配戴眼鏡的麻煩，已逐漸成為手機或可攜式多媒體播放器(PMP)製造商布局焦點。然而，由於目前應用處理器(Application Processor)支援的3D功能尚不足以滿足裸視3D顯示處理的需求，因此矽藍遂開發出雙通道影像處理FPGA，協助客戶克服此一挑戰。

賴炫州進一步舉例說明，3D影像的錄製是利用兩顆鏡頭捕捉畫面後，再經過處理呈現出立體的效果，但目前的應用處理器要同時處理兩路的影像資訊，須再外掛兩顆影像編解碼器，而矽藍單一顆FPGA晶片即可處理兩路的影像來源，且3D影像處理效能逼近戴上3D眼鏡所看到的效果，更可進一步節省物料清單(BOM)成本。

目前已有中國大陸PMP業者採用矽藍FPGA影像處理器，進行支援3D影像錄放產品的量產與銷售，手機方面亦有業者正在導入設計。賴炫州預期，除了中國大陸PMP的成功案例外，日本與韓國等地也陸續會有內建矽藍FPGA影像處理器的產品問世。

省能大行其道　萊迪思主打電源管理

圖4　萊迪思消費/行動解決方案市場行銷總監Gordon Hands表示，未來該公司將繼續開發產品與提供技術支援，協助行動裝置業者加快產品上市時間。

一直以來，高階FPGA應用市場係由賽靈思與Altera所主導，為避免與這些廠商正面衝突，萊迪思選擇耕耘中階、低密度FPGA應用與電源管理等市場。萊迪思消費/行動解決方案市場行銷總監Gordon Hands(圖4)援引研究機構統計數字說明，2010年包含中階FPGA、低密度PLD和電源管理在內的市場規模大約為41億美元，預計2015年可望成長至55億美元，而高階市場在2010及2015年市場規模大約為21億和30億美元，由此可見中階FPGA、低密度PLD和電源管理商機並不亞於高階市場。

更何況，若要競逐高階市場得持續投入龐大的先進製程投資，如賽靈思與Altera相繼發表的28奈米製程產品，這樣龐大的投資並非每家公司都負擔得起。因此，Hands指出，萊迪思轉而將目光朝向穩定但不斷擴充的中低密度PLD市場，且萊迪思產品遍及各種市場和應用，包括無線/有線基礎設施、相機顯示和成像、監控和安全、消費性電子與行動裝置，但總體皆不脫需電源管理與低密度FPGA的領域。

不過，事實上，萊迪思專注的領域競爭者也不少，因此該公司採取與其他業者不同的發展策略，亦即從純FPGA轉型為可編程SoC平台供應商，為客戶提供IP與整合的基礎架構，Hands強調，在矽前(Pre-silicon)和系統級的產品驗證，以及可用於快速產生原型和交付SoC的多晶片封裝(MCP)等技術，係萊迪思為順利轉型所發展的重要關鍵技術。

在電源管理市場中，萊迪思相當注重消費性電子與行動裝置領域。Hands表示，由於該公司產品低於1美元的成本、低功耗與小封裝的優勢，因此已在可攜式裝置包括筆記型電腦、數位相機、智慧型手機與平板裝置等市場取得成果。

做大FPGA市場　FPGA業者殊途同歸

針對各家FPGA業者有各自的強項市場，FPGA業者皆表示樂觀。張宇清表示，FPGA廠商各有著重的市場實有跡可循，最主要的原因在於，要進入FPGA市場須先具備很強的軟、硬體開發能力，其中以軟體開發的能力更為重要，沒有一家業者可以根據不同市場所需，開發完整的軟體開發套件(SDK)，因此業者僅能以其最具優勢的市場進行產品研發，導致FPGA市場勢必呈現各據山頭的狀況。再加上FPGA市場規模仍僅ASIC的十分之一，電子設計自動化(EDA)工具廠商若未看到一定的市場規模，將不會針對FPGA應用市場投入產品開發，也拉高新進業者的進入門檻。

張宇清強調，未來賽靈思將利用目前於通訊市場累積的技術能量，並與安謀國際(ARM)合作，整合FPGA與ARM核心，此類產品即可切入先前傳統FPGA無法觸及的領域，如高階微控制器(MCU)、車用電子、可攜式裝置等，更進一步擴大現有FPGA市場。

賴炫州則認為，FPGA市場持續不斷且健康的成長，自然吸引廠商的參與，每家廠商有專精的領域，更能專注於單一領域技術的精進，進一步提升技術與服務的精準度，而且FPGA廠商也如同一個工作小組，在不同的領域強化並做大FPGA市場版圖，更可加速實現以FPGA取代ASIC與ASSP的目標。

對於FPGA廠商各展所長的發展現象也深表樂觀的Hands表示，隨著FPGA市場範疇不斷的擴大，FPGA業者已被迫把重點放在特定的細分市場。這是由於沒有一家公司能夠專注於每一個特定市場，因此FPGA公司已走出市場新象。不過，不管如何，相信FPGA廠家種種的市場策略最終目的皆為取代ASIC與ASSP。