雖然進化論在達爾文誕生後的兩百年仍受褒貶不一的評價，但卻在半導體產業遭逢金融海嘯重創後發揮無比的影響力，諸多至今仍站穩腳步的業者如賽靈思(Xilinx)與明導國際(Mentor Graphics)皆以達爾文的進化論為其保命符，高舉「適者生存」的旗幟，咸認面對人類史上第二次的經濟大蕭條，並非最強壯與最聰明的物種才會存活，而是最能順應環境改變的廠商，才能永續經營。而如何順應？訣竅就是滿足客戶的需求。
經濟硬著陸 半導體產業陷重整
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| 圖1 顧能分析師Bryan Lewis認為，成本與功耗將是消費性電子決勝兩大關鍵。 |
市場研究機構顧能(Gartner)分析師Bryan Lewis(圖1)表示，金融危機重創2009年的經濟，不論是特定應用積體電路(ASIC)或現場可編程邏輯閘陣列(FPGA)皆無法倖免，預估ASIC會衰退25.9%，FPGA的負成長也將高達16.8%。事實上，整體營收規模超過200億美元的ASIC遠大於仍在40億美元間盤旋的FPGA市場，不過2009年將是關鍵的一役，在金融海嘯的推波助瀾與先進製程的推動下，FPGA業者期盼多年的ASIC與FPGA臨界點即將到來。
根據顧能2009年2月的研究報告顯示，2008年仍保有5.5%營收成長率的FPGA，確實在半導體產業中獨占鰲頭。Lewis預估，2009年FPGA產業雖然難以避免全球經濟的影響，但成長仍會大幅領先整體半導體產業七個百分點，其中，軍事與無線通訊領域最被看好。
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| 圖2 Altera總裁暨執行長John Daane指出，無線通訊的應用在中國大陸更顯重要。 |
的確，面對金融海嘯來襲，半導體業者亟須尋找避風港，Altera總裁暨執行長John Daane(圖2)也認同，工業與通訊為兩大最安全的市場區隔，而電腦/儲存與消費性電子/手持式裝置則為較危險的領域。因此，向來以工業與通訊市場為主要營收的可編程邏輯元件(PLD)業者，儼然成為這一波經濟衝擊的幸運兒。相較而言，專攻消費性電子與手持式裝置的ASIC與特定應用標準產品(ASSP)恐怕受創不輕。而以電腦與儲存應用為出貨大宗的微控制器(MCU)與微處理器(MPU)的處境也岌岌可危。
大規模應用難覓少量多樣成主流
除了造化弄人外，隨著摩爾定律(Moore’s Law)的發展，在先進製程進入45奈米、32奈米後，不但相關設備的投資可觀，所衍生的設計、驗證、布線、軟體與測試等開發成本更是相當龐大(圖3)，對於投入的ASIC業者而言，若無足夠的終端應用規模，實難負荷。Daane表示，以ASIC開發成本來看，0.13微米是最具成本效益的製程，一旦超過0.13微米，龐大的開發成本將難以回收，因此可將0.13微米製程視為PLD與ASIC的臨界點。隨著2008年進入40、45奈米製程，在技術的差距下，主要的PLD製程節點已領先ASIC三個以上的節點(圖4)。
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| 資料來源：Altera、顧能 圖3 製程演進與各種開發成本遞增關係圖 |
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| 資料來源：Altera、顧能 圖4 PLD與ASIC的臨界點 |
事實上，PLD的可編程特性原本就是適合少量多樣的設計，在講求客製化與差異化設計的今日，舉凡通訊、工業、軍事與汽車等市場，皆是PLD可以一展長才的應用。如針對40G/100G的通訊網路需求，Daane即指出，40奈米的FPGA正可符合其頻寬與效能的要求，包括高速無線收發器與超高速記憶體介面。至於工業乙太網路，由於標準眾多，也促使以FPGA為基礎的硬體，因易於升級，而達到以一種型號滿足全部標準的境界。在軍事方面的應用，以往受限於ASIC不具彈性與安全性不足，而現階段FPGA可結構化的特性即可滿足軍用市場安全性通訊的需求。
挺進40奈米臨界點 FPGA異軍突起
由於對市場與技術趨勢了然於胸，Daane強調，在先進製程演進至40奈米後，就成本考量，PLD極有可能取代ASIC。根據Altera與顧能的調查，2002年在0.13微米製程下，由於PLD與ASIC製程節點差距不大，有57%的ASIC受訪者不可能轉作PLD，因為ASIC仍具有成本的優勢，不過，在2008年演進至40奈米製程後，有88%的ASIC受訪者可望選擇PLD。
向三高說掰掰
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| 圖5 賽靈思全球行銷資深副總裁Vin Ratford表示，電子產業已快速進展到低資本、低成本、低風險的三低模式。 |
對於PLD即將取代ASIC的論調，PLD業者槍口一致，表現出難得的團結。賽靈思全球行銷資深副總裁Vin Ratford(圖5)認為，半導體產業的演進已進入到毋需主要投資成本的階段，相較ASIC與ASSP的設計，更具成本效益的選擇將脫穎而出。
這樣的論點倒是與Altera臨界點的說辭不謀而合。Ratford亦強調，客戶一方面急欲擺脫的是高成本、高功耗與高風險，另一方面對於品質、效能、產能與產品差異性的要求則逐漸升高。為了符合此一市場潮流，PLD正是最佳的選擇。
對PLD業者而言，進入40奈米製程，不失為力拱FPGA登上主流寶座的重要推手，因而大力鼓吹FPGA所能帶動的低風險創新。
此外，隨著下世代車用網路的演進，Daane也透露，具有軟體MCU能力以管理、控制、整合諸多子系統，以及是否可以靈活彈性且可靠的支援車用匯流排標準，將成FPGA的兩大發展指標。
總體經濟放兩旁 利基市場放中間
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| 圖6 快輯董事長、總裁暨執行長的Tom Hart認為，總體經濟復甦牽涉因素複雜，進軍利基市場仍可擁有一片天。 |
另一方面，從FPGA定位轉進客製化特定標準產品(CSSP)的快輯(QuickLogic)，雖沉潛多時，卻已蓄積足夠成長動能。即使面對大環境的經濟衰退，身兼快輯董事長、總裁暨執行長的Tom Hart(圖6)四兩撥千金的表示，如何挽救全球經濟，他雖無能為力，所幸，以利基市場為主要營收來源的快輯受大環境影響並不大，加上該公司已於1年前進行組織改革，由於反應夠快，近期股價反倒呈現出逆勢走揚之姿。不過，Hart仍強調，現階段股價的起落並非關注的目標，如何帶領公司步上正確方向，才是當務之急。
其實，若FPGA終將站上主流，CSSP也可沾光不少。而近期由於快輯已躋身為高通(Qualcomm)合作夥伴之列，更讓該公司未來的發展猶如吃下一顆定心丸。
ASIC寶刀未老 創意電子處變不驚
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| 圖7 創意電子市場處處長黃克勤預期，藉由雲端運算打造的Web 3.0應用，可望擦出更多創新的火花。 |
針對傳統ASIC占整體邏輯IC市場的營收比重節節敗退，ASIC業者堅信ASIC尚未式微。面對FPGA廠商來勢洶洶，創意電子市場處處長黃克勤(圖7)仍老神在在以自家營收提出反證，駁斥ASIC沒落之說。他指出，該公司營收一路由2001年成長至2008年，其中2007年營收一舉站上2億美元大關，達2億1,550萬美元，2008年再創歷史新高，計有2億9,470萬美元，截至2009年前兩個月的營收也有3,720萬美元，顯然，全球經濟受創對以ASIC營收為主的創意電子影響有限，同時也意味FPGA暫難喧賓奪主。
高獲利不再 穩定成長即可倖存
至於進入45或40奈米先進製程所造成的昂貴成本，黃克勤則引用不同的數據，他表示，就該公司從2005年至2009年2月期間分別針對0.18微米、0.13微米、90奈米、65奈米、40奈米等不同製程所花費的非重複性工程費用(NRE)來看，其演進的軌跡大同小異，從歷年編列的預算中，似乎看不出40奈米的投資將劇增的可能性。雖然對數據解讀的方法不一，黃克勤坦言，半導體產業的獲利確實在走下坡，能夠穩定成長即算差強人意。
面對大環境的嚴苛考驗，黃克勤認為，整體市場規模與單位成本才是最終考量，ASIC的成本與風險看似與日俱增，不過，隨著整合元件製造商(IDM)採取輕晶圓廠策略以及ASIC業者祭出無晶圓廠作法等皆可有效遏制成本的上升。相較ASIC的優勢，FPGA僅憑製程演進帶來閘數增加的好處，仍難以滿足越來越多功能被要求整合在單一晶片的市場需求。
營收成長進入死胡同 創新為唯一出路
當營收成長不若預期，導致人心惶惶，素以創新聞名的矽谷菁英絕不甘坐困愁城，環境的困頓反而更刺激業者突發奇想。本屆電子高峰會期間，依舊充斥不少創新的技術、應用與點子。雖然時局瞬息萬變，唯一不變的是，創新仍為產業進步的領頭羊，只是創新的手法不會一成不變且各有巧妙不同。
平台化產品/架構蔚為主流
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| 圖8 快輯解決方案行銷副總裁Brian Faith指出，除了影像畫質，電池壽命將是可攜式裝置觀賞影片的關鍵要素。 |
值此景氣低迷之際，雖然仍重於創新，但業者的投資更趨精打細算也是不爭的事實。不論是設計端或製造端，皆希望以最少的資源發揮最大的效益。正因為兼具彈性與成本效益，強調平台化的產品與架構便如雨後春筍般冒出。
在高峰會期間，QuickLogic即同步發表專為高通最新MSM7xxx系列和MSM8xxx系列的3G行動裝置處理器(包括最近發表的Snapdragon系列)所開發之解決方案平台。快輯解決方案行銷副總裁Brian Faith(圖8)表示，全新ArcticLink II VX4系列整合與VESA相容之高通MSM平台行動顯示數位介面(Mobile Display Digital Interface, MDDI)及第二代視覺效果提升引擎(VEE)已驗證系統模塊，並內建CellularRAM畫面暫存器(Framebuffer)已驗證系統模塊。
根據投資及研究機構Exane BNP Paribas預期，2011年高通用於3G手機中的行動裝置處理器出貨將超過一億個，相當於整個寬頻分碼多重存取(WCDMA)處理器領域高達29%的市場占有率。該WCDMA市場包括兩大主要應用領域：較小尺寸的多媒體手機、智慧型手機和口袋型運算裝置(PCD)市場，以及中尺寸的行動運算裝置(MCD)、行動聯網裝置(MID)和易網機(Netbook)市場(圖9)。因此藉由高通的拉抬，快輯的平台方案應可順利出頭。
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| 資料來源：iSuppli、英特爾、ABI Research 圖9 2011年最具成長潛力的應用領域 |
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| 圖10 微軟嵌入式事業總經理Kevin Dallas表示，透過嵌入式組織的重整與產品的重新命名，微軟對於旗下嵌入式產品線的重視已不可同日而語。 |
在創新的前提下，業者往往以提升附加價值來突顯自家產品的差異化，其中，為使用者提供前所未有的體驗正是一大方向。難得出席電子高峰會的微軟(Microsoft)，看中的則是聯網的經驗。微軟嵌入式事業總經理Kevin Dallas(圖10)表示，經濟的衰退讓過去產業成長的項目重新歸零，未來微軟看好的則是不斷增加的聯網需求。為了迎合開發人員、原始設備製造商(OEM)與終端用戶等不同對象的需求，微軟將採軟體加服務的平台發展策略，強化各種用戶的聯網體驗。如透過協力廠商的合作，滿足終端用戶於雲端運算與導航應用的需求。
提升產品附加價值 打造全新體驗
在網路基礎建設遍布與頻寬不虞匱乏下，除了聯網服務為市場一大需求，視訊的傳送與播放也將蔚為風潮。由於看好高畫質相關標準與技術的成熟將刺激消費大眾對欣賞影片的需求，快輯因而致力於提升使用者視覺經驗技術的研發，Faith指出，該公司VEE係以逐一畫素處理為基礎以適應肉眼視覺顯像效果的方式處理每幀視訊畫面，能因應環境背景亮度的影響而調視螢幕的可視性。確實，透過Faith的展示，行動裝置畫面中原本陰影之處明亮不少。
Faith強調，以該公司VEE技術打造的ArcticLink II VX4解決方案平台，係針對上述高成長市場區隔與強調差異化的行動通訊產品而建構。其具彈性的平台化架構可滿足可攜式和手持消費性產品領域中演進快速而卻未清楚定義的介面需求，不同於ASSP，該公司的CSSP不但提供已驗證的系統模塊，而不同系統模塊間也能輕易整合。不論是軟體或矽智財(IP)層級的系統模塊僅需6個月即可完成，可協助OEM與原始設計製造商(ODM)盡速完成別出心裁的產品，同時兼顧成本效益。
為了滿足客戶創新的需求，PLD業者除了將40奈米製程視為PLD超越ASIC的一大臨界點，力促可編程邏輯產業成為主流外，龍頭大廠賽靈思更領先業界進一步祭出平台策略，Ratford強調，客戶並不想從完全空白的FPGA開始設計，透過該公司已完成特定設計的平台，將有助於客戶專注於差異化的設計，讓客戶的開發時間從數月縮短至數週，以加速產品上市時程。
攏絡協力廠商 強化生態系統
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| 圖11 賽靈思產品行銷總監Brent Przybus指出，平台化產品推出背後所仰賴的正是龐大的技術資源。 |
賽靈思產品行銷總監Brent Przybus(圖11)說明，賽靈思特定設計平台係透過整合應用範圍廣大的設計工具、開發板、矽智財(IP)核心和軟體打造而成，可幫助客戶順利實現首次就能成功的設計，以加快產品上市時程。目前Virtex-6與Spartan-6 FPGA已整合ISE設計套件、協力廠商合成、模擬與訊號整合工具、參考設計與IP，未來數月間，將開始提供特定專業領域的平台，以支援嵌入式、數位訊號處理器(DSP)、邏輯/連接系統的開發。
除對Virtex-6與Spartan-6已有一系列參考設計平台推出的時程規畫，Ratford透露，平台化產品的成功因素尚包括：特定專業領域的方法學、統一開放的機板與套件、可插式的IP與完整的生態系統。對賽靈思而言，現階段最關鍵的任務就是積極擴張生態系統，因為生態系統越健全，賽靈思的平台策略才越有機會奏效。
儘管專注的領域大不相同，面臨產業的世代交替，一向引領創新的微軟也極力拉攏合作夥伴，以加速嵌入式市場的攻城掠地。Dallas指出，目前已累積超過五百個合作夥伴，微軟將致力拓展包含硬體、訓練、認證與社群等全方位的嵌入式生態系統。
面對市場的蕭瑟，產業間的肅殺之氣似乎和緩不少。過去單槍匹馬披掛上陣的英雄故事時有所聞，現在則是一律打出團體牌。就連獨霸一方的大廠也不例外，如微軟、賽靈思皆大聲疾呼生態系統的重要性，Ratford即強調，面對產業快速的變遷，PLD業者與電子設計自動化(EDA)公司合作不可或缺，其著眼點不僅在於技術層面，商業考量也至關要緊。畢竟就如同明導國際與賽靈思同時信奉的達爾文進化論，並非最聰明與最強壯的物種才能免於淘汰的命運，唯有隨機應變，才能穩操勝算。
