引领28nm FPGA“智”造时代

　　FPGA的28nm创新

　　赛灵思的愿景是在当今的市场发展趋势下，为中国系统工程师提供一个基础创新平台。为此，赛灵思在四大关键技术领域做了巨大的投入，诞生了四大关键技术创新：

　　● 28nm工艺;

　　● SSI(堆叠硅片互联)技术;

　　● EPP平台(可扩展处理平台);

　　● 混合信号集成技术。

　　其中，28nm是所有新产品的制程基础。

　　2011年10月24日，TSMC(台湾积体电路制造股份有限公司)宣布已经开始为客户量产使用28nm工艺的晶圆，相关的客户包括有AMD, Altera, Nvidia, Qualcomm及Xilinx等。TSMC中国区业务发展副总经理罗镇球2011年11月18日称，其月产能已达12万晶圆。

　　为了迎接28nm工艺时代，Xilinx早已未雨绸缪，此前于2011年3月发布了业界首款可扩展处理平台(EPP)—ZYNQ嵌入式处理器，同月又全球首发了28nm高性能低功耗FPGA产品—Kintex-7，6月发布高性能FPGA产品—Virtex-7。在TSMC宣布量产28nm晶圆的第三天—10月26日，Xilinx宣布堆叠封装产品(SSI)正式量产。

　　28nm FPGA助力中国“智”造

　　作为“十二五”规划的一部分，我国正努力成为一个全球性的研发中心，并努力扩大内需及满足全球市场的需求。

　　在当今时代，我们对芯片的要求将体现在以下两个方面：平台化，需要芯片和软件两部分，就像盖房子一样，研发人员可以用砖头(芯片)和工程设备(开发工具)建造各种建筑;低功耗技术成为芯片设计中追求的最重要的指标，低功耗条件下的高性能需要芯片设计工程师在电路设计上精雕细琢，并且采用先进的半导体制程。

　　赛灵思一直注重软硬件结合的产品推出，2008年推出了TDP(目标设计平台)，2011年又发布了基于28nm的系列FPGA产品，可以说为“智”造搭建了扎实的平台，为工程师的灵感挥洒奠定了坚实的基础。

　　28nm工艺的优势

　　工艺挑战

　　今年10月，TSMC(台积电)宣布其先进的28nm工艺逐步实现量产，其中包括28nm高性能工艺(28HP)、28nm低功耗工艺(28LP)、28nm高性能低功耗工艺(28HPL)、以及28nm高性能移动运算工艺(28HPM)。在28nm方面，TSMC将同时提供高介电层/金属栅(HKMG，High-k Metal Gate)及氮氧化硅(SiON)两种材料选择，与40nm工艺相较，栅密度更高、速度更快、功耗更少。之所以选择跳过32nm，是因为工艺都是基于服务客户的需求。相较于32nm，28nm的栅密度显然高出许多。同时考虑到客户在高性能应用中对于速度以及无线移动通讯对于低功耗方面的要求，分别推出以HKMG栅极工艺的28HP以及延续SiON栅极介电材料的28LP，相信会给客户带来更多在性能、功耗及成本方面的效益。

　　据TSMC负责研发的资深副总裁蒋尚义博士介绍，TSMC的HKMG用于28HP中的是全新的工艺，与40nm相较在相同漏电基础上有50%的速度提升，相同速度基础上漏电亦有大约50%的降低。尽管HKMG的工艺成本会增加，但是TSMC在每一代的工艺都会给客户尽可能高的性价比。TSMC的28nm HKMG比一般32nm有更高的栅密度、更快的速度、更低的功耗，同时HKMG更进一步降低了栅极的漏电。