内容提要：本期将深度剖析一下ASIC和FPGA的对比。

中国芯片初创公司深鉴科技对外正式宣布被FPGA巨头赛灵思收购，具体金额未披露。据业界人士的消息称，预计本次收购价格3亿美金。深鉴科技优化的神经网络剪枝技术运行在赛灵思FPGA器件上，可以实现突破性的性能和行业最佳的能效。从2017年开始，赛灵思就已经与全球其它知名投资机构一起成为了深鉴科技的主要投资者。那么，一家仅成立两年的公司，也没有非常高的估值，为什么受到业界如此广泛的关注呢？笔者认为，更多的原因是，进入人工智能时代，ASIC与FPGA的切换点之争变得越发激烈，步伐也越发加快了。本期，我们将带领大家一起揭开迷雾，看看暗潮涌动的背后，究竟发生了什么。

我们都记得2008年秋天的时候，全球爆发了一场金融危机，不仅消费市场陷入低迷，产业界特别是制造业的形势也非常严峻。半导体行业的出货量也很不乐观，经历了巨大的阵痛。

但是，从2009年年底开始，订购量又出现了复苏的势头，开发项目也逐渐增加。客户对FPGA的关注度也有所提高，确实可以感觉到认真讨论FPGA应用的客户越来越多了。

尽管这些新的FPGA设计人员的技术背景各不相同，但作为主流趋势，“ASIC或ASSP向FPGA转型”可以说是苗头越来越明显。本期将深度剖析一下ASIC和FPGA的对比。

ASIC、ASSP、FPGA各自的优势

所谓ASIC，是指专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit（IC）），而ASSP是指专用标准产品（Application Specific Standard Product）。

目前ASIC的分类有广义和狭义之分，广义的ASIC包括专用标准产品(ASSP)，狭义的ASIC是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。也就是说，ASIC是“定制款”，而ASSP是“面向特定应用的标准款”。但二者都不是可以广泛用于各种目的的“通用款”。能自动动作的东西并可以称为“通用品”的有「微处理器（MPU）」，「DSP」，「单片机」等，如果详细说MPU的话，也有服务器用或笔记本电脑用的区别，另外，DSP和单片机也有很多根据使用用途而改变I / O的变异品种

对用户来说ASIC存在的问题　

现在，虽然ASIC和ASSP各有优势，但对于用户来说，能够发挥其优势的场景是十分有限的。

迄今为止，随着半导体工艺精细化，基本满足了“低成本”、“高性能”、“低功耗”等产品级别的要求。但是，工艺的精细化，伴随着“研发费用的增加”，为了收回研发投入，需要大量的生产，除了手机和游戏机等容量可观的市场之外，ASIC的产品化几乎是不可能实现的。

例如，在使用90nm CMOS工艺开发ASIC的情况下，半导体设计用的掩模和晶片等，1次的性的费用（NREE：Nonrecurring Engineering）就达800万元人民币左右。而且，不仅如此，还需要开发用的EDA软件的费用，以及设计人员的工时（工程师的人数和时间）费用。加起来的话，每一个项目要投资2.5亿人民币。

假设研发投入是目标销售额的13%，目标销售额是2.5亿/13%=19亿。假如将市场占有率的目标定为10%，为了达到19亿的销售额，市场规模为19亿/10%=190亿。这样一来，便陷入了一个恶性的循环：“ASIC商品化开发市场空间有限，即使开发完成了，如果实际市场份额小，收益率也很低”。

那么，继续使用旧的工艺来控制开发费，并且以低于FPGA的单价出售如何呢？有一些领域是采用这个方法进行的。但是，采用过去已经开发好的ASIC，再用FPGA来增加功能的话，会遇到难以满足新的需求，或者技术上实现不了的瓶颈。这样的问题今后会不断的增多。

ASIC和FPGA迎来了真正的切换点

接下来，从半导体的制造工艺上，将ASIC和FPGA做个比较。

图2是基于DesignStart数量和工艺节点的关系进行调查的结果。从FPGA采用了90nm工艺的2005年开始，与ASIC的技术差距开始拉开了。并且，2007年的差距到了第二级，2008年更是扩大到第三级。

图2

图3显示的是用130 nm工艺制作的ASIC芯片尺寸，和130 nm和40nm工艺制作的FPGA（Altera的Stratix系列）芯片尺寸，显然，130 nm ASIC和40nm FPGA的芯片尺寸是同等水平。并且，如果使用Altera特有的HardCopy ASIC方法，可以进一步低风险的实现低成本、低消耗的ASIC化。

图3

到2010年，FPGA业界的28nm工艺的浪潮到来。年初，Altera发表了“28 nm时代的技术和革新”之后，Xilinx也发表了28 nm工艺的计划。虽然大多数ASIC设计可能会向90纳米转型，但预计FPGA与ASIC的差距继续维持下去，或者更确切地说将在未来拉开更大的差距。此外，由于上述原因，ASIC的DesignStart绝对数量也会急剧减少，并且该趋势今后也会继续。

究竟“什么是ASIC？”

到这里，我们已经讨论过ASIC和FPGA的对比。如开头所述，ASIC是面向特定用途的IC。更实际地说，它是一个面向特定的用途或用户专用的逻辑设备。

而FPGA是为了便于在现场进行编程，虽然在制造商发货时作为通用产品处理。但从应用的角度来看，它也是用于专门用途或专门客户的定制化逻辑设备。

在对ASIC进行分类时，有只通过布线层来进行定制的“门阵列”，和所有芯片层都是专用的“cell base方式”两种（实际上，非常狭义的讲，我们说的ASIC都是指 cell base方式的）。谈到这里，与其把FPGA当做不同于ASIC的东西，不如把他当做是广义上的ASIC的种类之一。关于ASSP，因为是用传统狭义的ASIC方法开发的，可以把ASSP作为FPGA的一种供应形态来考虑它的商业潜力。

本期，我们从高层级的功能和性能角度，阐述了ASIC和FPGA之间的关系，这个话题就到此为止了。

作者：牛喀网特邀专家
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