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無晶圓模式的開啟者
Xilinx成立于1984年,3年以后臺積電成立。無晶圓(Fabless)模式由臺積電發(fā)揚光大,但無晶圓模式之濫觴實源于Xilinx。集成電路發(fā)明于1958年,隨后的20多年里發(fā)展迅速,不過此時的半導體公司都是整合元件制造商(IDM),每家半導體公司都有自己的制造工廠(也稱晶圓廠),制造工藝的繼續(xù)演進使得很多半導體公司背上了沉重的資金包袱,要么不斷地投入資金改進工藝和產(chǎn)線,要么逐漸被競爭對手甩開,退出半導體市場。
Xilinx的三位創(chuàng)始人之一的Bernie Vonderschmitt就曾飽受資金不足的困擾。Vonderschmitt在RCA(美國無線電公司)工作了30多年,他是被RCA的傳奇領袖David Sarnoff親自招來的。Vonderschmitt最早負責電視項目的研發(fā),NTSC標準即是由Vonderschmitt的項目組制定的。由于在NTSC電視項目上表現(xiàn)出色,Vonderschmitt被任命為副總裁兼固態(tài)電子部門(Solid State Division)總經(jīng)理,負責RCA的半導體事業(yè)。
Ross Freeman(左)和 Bernie Vonderschmitt(右)
Vonderschmitt開創(chuàng)了無晶圓模式
在負責RCA半導體業(yè)務時,Vonderschmitt已經(jīng)感受到IDM模式的困境,由于經(jīng)常得不到RCA集團的資金支持,RCA固態(tài)電子部門往往不能按時把新工藝和新技術(shù)推向市場。這種狀況在RCA公司的管理者由David Sarnoff的兒子Robert Sarnoff接任后尤其明顯,Robert Sarnoff明確半導體不是RCA的核心業(yè)務。
Vonderschmitt在1979年離開RCA,休息了一段時間后加入了Zilog,在Zilog遇到了Xilinx的另外兩位創(chuàng)始人Ross Freeman(FPGA的發(fā)明人)與Jim Barnett。
“如果我要做一家半導體公司,那么它一定是無晶圓模式的!”? Vonderschmitt發(fā)誓道,所以當Freeman與Barnett找到他一起創(chuàng)業(yè)時,Vonderschmitt已經(jīng)想好了要請人來代工。他找的是與之相識十多年的日本精工總經(jīng)理草間三郎(Saburo Kasama),Vonderschmitt在RCA時曾將CMOS工藝授權(quán)給精工,精工以此工藝生產(chǎn)電子手表大獲成功。Vonderschmitt游說草間三郎,他說幫助Xilinx代工可以提高精工晶圓廠的產(chǎn)能利用率,并可把未來一部分產(chǎn)線投資轉(zhuǎn)嫁給Xilinx,如果Xilinx大獲成功精工也能獲益。這個協(xié)議能夠簽下主要依靠Vonderschmitt與草間三郎的友誼,整個合同只有兩頁,精工獲得了Xilinx FPGA在日本的獨家代理權(quán)。
制程越先進,可選擇余地越小
憑借先進的技術(shù)與商業(yè)模式,Xilinx發(fā)展迅速。2014財年收入達到24億美元,在FPGA市場占了超過50%的份額,其中28nm工藝FPGA市場份額更高達70%。FPGA的應用范圍也不斷擴大,航空航天、軍事國防、通信、工業(yè)、科學、醫(yī)療、音視頻、廣播、計算與存儲、測試測量、汽車電子與消費電子,幾乎所有的場合都可以見到FPGA的身影。
“FPGA應用涵蓋了我們能夠想象到的所有業(yè)務”,Xilinx 大學計劃亞太區(qū)經(jīng)理陸佳華說,F(xiàn)PGA在并行計算與后期可配置方面的優(yōu)勢使得其在數(shù)據(jù)中心與軟件定義應用(例如軟件定義網(wǎng)絡SDNet、軟件定義SoC、軟件定義加速器SDAccel)等方面越來越受到重視,即使高端消費電子領域,采用FPGA的例子也不鮮見,他舉了一個例子,韓國推出了一款電視,是3D/4K可選擇的,里面內(nèi)置了FPGA板卡,根據(jù)消費者的需求,燒入不同映像(image)文件,電視就會相應變成3D電視或4K電視。
半導體工藝的發(fā)展使得FPGA的集成度越來越高,從早期的FPGA與I/O和存儲器分開,到后來FPGA把I/O和存儲器集成在一起,現(xiàn)在的趨勢是把處理器也與FPGA集成在一起,成為系統(tǒng)集成芯片(SoC)。用Xilinx的話說就是:可編程系統(tǒng)開創(chuàng)了系統(tǒng)集成設計的新時代。
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Xilinx Zynq系列產(chǎn)品就代表了這種發(fā)展方向,Zynq是業(yè)界首款全可編程SoC,最新的Zynq基于Xilinx UltraScale MPSoC架構(gòu),集成了ARM Cortex A53硬核、ARM Cortex R5實時處理器、Mali GPU、UltraScale FPGA、包括USB3.0與千兆以太網(wǎng)在內(nèi)多種高速接口、電源管理、硬件安全以及全套的軟件開發(fā)環(huán)境。Zynq系列不只是芯片,更是一個完整的開發(fā)平臺。
“Zynq與鋅的英文發(fā)音相同,鋅是人體必需的元素,Xilinx認為FPGA也是未來電子設計中不可或缺的元素?!?陸佳華說道。
Xilinx產(chǎn)品路線圖
工藝的發(fā)展導致開發(fā)與制造成本不斷上升,而Xilinx堅守高毛利市場使得它的產(chǎn)品出貨量不會像手機應用處理器的量一樣大。為控制成本,進入20nm以后,Xilinx的產(chǎn)品線逐漸減少,從之前的低中高Artix、Kintex、Virtex,到將來會只保留Virtex一條產(chǎn)品線。
FPGA教育,從培養(yǎng)興趣開始
美國電子工程人員流失情況嚴重,據(jù)統(tǒng)計學習電子/計算機的學生,畢業(yè)后從事本行業(yè)的不到20%,畢業(yè)四年后還從事本行業(yè)的不到10%。每一個新人進入電子行業(yè)的同時,有2~3名工程師離開了電子業(yè),因此美國現(xiàn)在電子工程崗位嚴重缺人。
對于這種狀況,Xilinx認為激發(fā)學生對于電子工程的興趣應該放在第一位。電子工程本質(zhì)上是應用科學,學生們不可能僅通過課堂上的理論學習就能夠在以后的工作中游刃有余,必須通過大量實際項目的實戰(zhàn)演練,才能夠在以后的項目開發(fā)中得心應手。
而大多數(shù)的學生缺乏這樣的實戰(zhàn)鍛煉的機會,工作后一接觸項目往往有畏難情緒,這也是不少人在工作四年之內(nèi)改行的原因。
Xilinx大學計劃亞太區(qū)經(jīng)理陸佳華為ECBC學員進行培訓
Xilinx的大學計劃就是從培養(yǎng)學生的興趣著手,陸佳華認為首先要讓學生感興趣,然后學生才會有意愿投身到電子產(chǎn)業(yè)。這項從1985年就開始的項目,目前已經(jīng)在全球1600所大學中展開,舉辦競賽、搭建社區(qū)、提供開源項目供學生和工程人員參考,Xilinx竭盡全力改善FPGA的產(chǎn)業(yè)教育環(huán)境。
這次陸佳華即專程來為ECBC實戰(zhàn)營的學員們進行Xilinx FPGA的培訓,他在現(xiàn)場為ECBC學員展示了以往Xilinx大學計劃的一些項目,引起了學員們極大的興趣,雙方互動非常熱烈。陸佳華認為ECBC實戰(zhàn)營代表了電子工程教育的新方向,以后雙方可以合作的機會很多,唯有喚醒學生對于電子產(chǎn)業(yè)的興趣,通過實戰(zhàn)鍛煉學生的實際能力,才能有大量合格的工程人才源源不斷的輸入到工程界,才能保證電子產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
ECBC實戰(zhàn)營(www.ecbcamp.com):以實際產(chǎn)品為切入點,通過實際產(chǎn)品解耦信號鏈各個節(jié)點中的重點技術(shù)、產(chǎn)品、設計思路,同時會在整個實戰(zhàn)過程中鍛煉每個學員的項目分割能力、團隊協(xié)調(diào)能力、表達演講能力等綜合素養(yǎng)。借助三個月的高強度、快節(jié)奏的系統(tǒng)性實戰(zhàn)訓練,讓真正熱愛電子技術(shù)的學生、工程師、創(chuàng)客迅速積累真正優(yōu)秀工程師和技術(shù)管理者應該具備的專業(yè)技能、全局思維、職業(yè)素養(yǎng),不僅讓學員走向?qū)嶋H工作崗位后迅速適應、迅速成為職場的中堅力量,更為學員未來成為技術(shù)型管理人才和技術(shù)型創(chuàng)業(yè)人才奠定必要、堅實的綜合基礎。ECBC實戰(zhàn)營二期詳情
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