電子發燒友網訊：在半導體行業，大家最常見的口水戰除了英特爾和AMD，演進到現在的英特爾和ARM，就當數PLD領域的兩大霸主Xilinx和Altera。在近十幾年里，二者的爭霸戰就不曾停歇，行業專家或工程師針對二者熟優孰劣的爭論亦是不絕于耳，而且有愈演愈烈之勢，也正是因為他們在這個領域的實力旗鼓相當，至今也難分伯仲。

　　隨著ASIC/ASSP研發成本水漲船高，其市場份額有逐步被FPGA取而代之之勢。顯然，FPGA成為利潤豐厚的“兵家利器”。 Xilinx和Altera就是PFGA行業的佼佼者。Xilinx和Altera在FPGA乃至PLD領域的處處針鋒相對，在雙方長時間的角逐以來，FPGA霸主地位在雙方間不時更迭著。我們試著從個中重要事件中進行梳理與總結，本文是電子發燒友網為對Xilinx和Altera有趣的霸主之爭的總結和相關重要事件發表一些觀點，以求拋磚引玉。

表一

表二（2008-2011） 以上數據為電子發燒友網整理

　　從上表一可知，2008年到2011年中的PLD市場增長率為10.80%，高出半導體市場增長率6.50%約4個百分點，由此可見，盡管期間經受經濟金融危機的沖擊，PLD市場仍舊在半導體領域中保持著迅猛的增長態勢，PLD未來市場潛力不可低估。

　　從表二可分析，目前，在PLD市場賽靈思仍為領頭羊，市占率占到約40%以上，阿爾特拉約30%，兩者相差并不大。另一角度分析，賽靈思和阿爾特拉兩者的PLD市場占有率為全球市場的70%以上，賽靈思和阿爾特拉在該領域有著絕對的優勢地位。可預知的是，未來賽靈思和阿爾特拉將決定著PLD/FPGA技術發展的主要前進動能。

　　要全面了解賽靈思，首先了解下面的賽靈思早前歷史。

　　Xilinx簡史：FPGA的發明者

　　Xilinx實際上成立的日期，比altera還晚了一年。但是分析它走過的道路，從開始就注定了有今天的成就。在1996-1998，pld的高端市場，也就 是FPGA市場，都是Xilinx把持，主要是xc3000/4000 ，當然Xilinx開創了一個新的結構，不過這種結構還是能夠找到一些共同點，也是先組合，后時序。不過很重要的閃亮點是：細顆粒查找表結構，豐富的寄存器資源，以及分段式路由布線結構，電路上電加載。 當然如果這個也算是的話，那就是，他的內部甚至直接集成了三態門。這個特點是那個時代Xilinx擁躉攻擊Altera，Lattice的重要工具。甚至有人說，沒有這個不能實現某些電路設計的障礙。當然了，Altera， Lattice的PLD也是具有三態門，不過是在輸入輸出管腳上。的確是不如Xilinx的來的強大和直接。這種結構有以下好處，

　　1、電路的規模得到空前的提高。

　　2、適合做加加減減的，counter，comparter密集的設計。

　　3、無限制的更新電路。

　　在那個時代，衡量一個PLD很重要的指標，就是比誰的規模更大。從這個角度來看。Xilinx無疑走到了最前面。當然，也有人說， 這樣的設計不可靠。這樣的設計指標難以預測。還有地說這樣的設計無法保密。但是市場的成功，應用需求的推動，證明這些都是雜音。

　　Xilinx與Altera的主要異同

　　Xilinx與Altera相同的主要是，同為采取無晶圓芯片（Fabless）設計模式；不同的主要是，Altera除了設計FPGA芯片外還擁有專用集成電路的結構性ASIC，Xilinx則只有FPGA。不過，在FPGA應用愈演愈烈的今天，ASIC逐步被替代幾乎已成為共識。

　　Altera FPGA 與 Xilinx FPGA 的優缺點比較？

　　1）xilinx的FPGA有宇航級，altera沒有，所以航天的軍品里面沒有altera的份額而xilinx有；

　　2）在頂級器件的比較上，xilinx的速度等性能上始終要比altera高出一點；

　　3）從FPGA的資源上看，xilinx的短線資源較altera的豐富，也就是說，在邏輯資源用得較滿的情況下，xilinx的更容易布通；

　　同時，由于設計了更多的短線資源，所以相同速度等級和邏輯資源的器件，xilinx的器件成本比altera的高，反映到最終售價上也是如此，因此，只要altera的能滿足你的設計，那么將比xilinx有更高的性價比；

　　4）軟件上，quartus的集成界面易用性做得比ISE好，而ISE的腳本支持比quartus做得好；因此對初學者來說，quartus更容易入門，而對熟練用戶，在大型設計項目的開發中，ISE則會顯得更順手，因為可以對后端設計進行更精細的控制和自動化。

　　半步之遙，Altera成為先行者

　　要詳細了解Altera公司的策略風格，得先回到2008年，就在PFGA市場爭奪的熱火朝天之際，Altera再次領先業界半步，推出40nm PFGA和HardCopy? ASIC器件。首先要解釋一下為何在 這里強調是半步，業界通常說的半步和一步指的是晶體管數目的增加，一步晶體管數目增加30%-35%，半步則增加17%，而40nm相對于45nm來講晶 體管多出了17%，因而相比Altera去年高調宣布45nm產品計劃，其再次領先半步。

　　此外，也許大家會疑惑為什么Altera的45nm產品在市場還沒嶄露頭角就轉向40nm呢？對此Altera首先表示了歉意，因為一直以來Altera 和TSMC都在40nm的層面上進行開發，之前提到45nm，僅僅是Altera的宣傳策略。對于此次40nm 的產品，Altera非常自信，并表示自 從和TSMC合作以來，就以團隊的理念共發展，從設計到投片，直至生產工藝開發，都重新定義了代工廠模型，也正是由于和TSMC展開的全面合作，將量產風 險降到最低。

　　記得去年Altera宣布45nm 產品之后，Xilinx便迅速回應，聲稱Altera是因為其65納米FPGA開發遇到困難，所以才轉向45nm技術，然而Altera又跨了半步，直接推出40nm 器件，不知道Xilinx將如何應對。

　　PFGA市場總是硝煙彌漫，Altera和Xilinx也總是這個舞臺上的主角。盡管Altera承認從歷史的角度講，Xilinx在高端市場處于領先地位，但是Altera更愿意去相信其搶先推出的40nm 產品將取得這次戰役的最終勝利。

　　據電子發燒友網編輯分析，公司策略很重要，特別是全球化的跨國大公司，一個策略的失誤或對競爭對手的策略研判出現偏差，可能都會導致面臨被競爭對手超越和影響公司長遠戰略的發展。Altera以45nm作為跳板，以宣傳的策略欲蒙蔽Xilinx，直接將產品線過渡到40nm時代以取得市場先機，才有了Altera在2010年提出“多管齊下力保客戶進軍40nm設計時代”的口號，Xilinx在將來的競爭中，務必要有應對Altera公司層出不窮的或戰術或戰略上的策略。

　　廣泛合作與專注等于成功

　　為了鞏固市場領先地位，Xilinx和Altera都與多個廠商建立了制造和技術合作關系。作為無工廠公司，Xilinx和Altera都要依靠外部工廠來生產芯片。Xilinx以前一直與臺聯電（UMC）有代工合作關系，后來曾與IBM合作過，與IBM的代工合作結束后，又開始由東芝公司承接一些生產任務。Gartner公司的Lewis說：“與東芝合作的原因是，東芝本身要用到一些Xilinx的芯片，而且東芝是一家大型半導體廠商。Xilinx并沒有放棄UMC，我想，Xilinx是在多面下注，以防損失。”

　　而Altera則僅依靠一家代工廠——臺積電（TSMC）。Daane說，只有一個合作伙伴可以讓事情簡單化。他說：“在可編程器件領域，由于TSMC只與我們合作，而我們也只與他們合作，因此我們不必擔心知識產權被別人利用。”

　　在研發方面，Xilinx和Altera都有廣泛的合作網絡，以及時發現新的FPGA應用，并充分利用現有技術。這兩家公司就自己感興趣的領域分別與無線、軟件網絡和DSP廠商以及專家建立了合作關系。Roelandts說：“我們擁有成百上千的合作伙伴。FPGA已經成為一個系統了。一家公司包攬一個系統的所有組件幾乎是不可能的，因此你必須建立聯盟與合作關系。”Roelandts特別提到，Xilinx在向DSP領域的進軍中遇到了很多難題，需要借助大量外部專長。他說：“DSP是一個新市場，客戶群與我們以往的情況完全不同。這時你就想與能夠幫助你的人合作。”

　　Daane指出，與多方合作可以讓Altera集中精力加強自己的核心實力。他說：“我們只專注于幾件事情，這樣我們可以把這些事情做好。其他事情則通過與合作伙伴合作來做，讓合作伙伴發揮他們的專長。我們盡量與業界領先公司合作。”

　　2012年Altera或超Xilinx 成FPGA龍頭？

　　市場分析師預測，全球營收排名第二大的可程序化邏輯組件供貨商Altera，有機會在2012年初取代該市場龍頭Xilinx躍上第一大供貨商位置。

　　RaymondJames&Associates分析師HansMosesmann指出，Altera的優勢在于擁有針對高、中、低階市場的完整產品線，且將其目標市場鎖定在除了ASIC市場以外的特殊應用標準組件（ASSP）與嵌入式市場。

　　Altera的2010年度營收為19.5億美元，同時間Xilinx則是23億美元。兩家廠商都試圖能在傳統的可程序化邏輯組件市場之外，從 ASIC、ASSP與DSP等組件的應用市場搶到一些市占率;如Altera的目標是達到營收500億美元，是現有可程序化邏輯組件市場規模的10倍以 上。

　　Mosesmann表示，Altera的2010年營收成長率達到64%，主力是65納米、90納米與0.13微米制程產品;該公司的40納米產品還在起步階段。

　　他補充指出，2010年也是Altera的0.15微米節點及以上產品營收比例首度低于20%的一年;而目前Xilinx的0.15微米以上產品市占率約八成。

　　此外Mosesmann也指出，Altera邁向28納米產品的策略令他印象深刻，因為在產品性能與成本上更具優勢。

　　Altera先前預告其高階28納米StratixV系列產品將在本季開始提供樣品，同時間其中、低階的Arria與Cyclone系列28納米產品也預計會陸續在今年底、明年初推出樣品;該公司高層號稱，其28納米產品線陣容之堅強，是FPGA產業界前所未有。

　　在Xilinx這廂，該公司也表示其第一款28納米7系列FPGA將在本季提供樣品;Xilinx的28納米產品將分成三個等級，比上代制程節點的 兩個等級多一個。此外Xilinx的28納米組件將配備可擴展架構，讓客戶能比以往更容易地在產品系列之間移轉其28納米設計。

　　Mosesmann表示，Xilinx采取的是“一體化”的策略，推出適用所有領域的單一架構，因此具備易用性的優勢，也有快速普及化的潛力;但這種方法可能會讓Xilinx在某些特定市場的毛利付出代價，例如低階市場。

　　據電子發燒友網編輯觀察分析，Altera將擊敗Xilinx成為業界第一？目前下此結論仍為時尚早。產品向來得經受住市場與客戶的檢驗，現在說28nm產品會給Xilinx和Altera帶來多大本質上的變化是不切實際的，但是可以預知的是，FPGA雙雄必然會從專用集成電路（ASIC）、特殊應用標準組件（ASSP）和嵌入式部分市場不斷攻城略地，搶占市場。


?

　　FPGA雙雄賽靈思與阿爾特拉激戰TSV技術

　　在走在微細化尖端的FPGA企業的心目中，眾多技術中，能夠作為新一代附加值的技術是貫穿Si芯片的通孔，也就是TSV（硅通孔）。作為能夠與制造技術的微細化相結合，或是在某些情況下替代微細化的實現技術，TSV的開發正在加速。

　　從FPGA企業開發TSV技術的情況來看，美國的大型企業賽靈思（Xilinx）與阿爾特拉（Altera）表現超群。率先投入量產的是賽靈思。該公司于2011年10月宣布，基于“堆疊硅片互聯（Stacked Silicon Interconnect）”技術的第一款FPGA“Virtex-7 2000T”已經開始供貨，該技術是在形成了TSV的Si轉接板上排列多枚FPGA芯片，使其集成在同一封裝內。Virtex-7 2000T排列了4枚相同的28nm工藝的FPGA芯片。與在封裝基板上安裝芯片相比，這項技術具有能夠提高芯片間的布線密度、縮短布線長度的優點。該公司開發這項技術的目的是推動FPGA高集成化的發展，使之超越制造技術微細化的速度。

　　FPGA行業的另一位翹楚——阿爾特拉也展開了行動。該公司早已表明正在開發基于TSV的芯片集成技術，并且在2012年3月下旬正式宣布與臺積電（TSMC）合作開發出了使用TSMC的CoWoS（Chip on Wafer on Substrate）集成工藝的三維集成電路測試器件。阿爾特拉的目的與賽靈思略有不同。從目前官方發布的信息來看，賽靈思的主要目標是大規模FPGA的 高集成化，阿爾特拉的目標則是把包含FPGA的邏輯芯片與模擬電路、存儲器等多種要素技術集成在單一器件之中。其集成化對象中也包括阿爾特拉致力開發的光通信技術等。


?

　　Xilinx與Altera為什么同時選擇臺積電（TSMC）？

　　據電子發燒友網觀察，有著與生俱來的“既生亮何生瑜”悲情仇怨的Xilinx和Altera，在各方面都存在著賽跑式的競爭，除了競爭領域外，從來就不存在過交集。Xilinx與Altera在PLD技術上的競爭也延伸到了銷售渠道上。這兩個市場領導者是拒絕共用分銷商的最后兩家公司：Xilinx與Avnet合作，Altera與Arrow合作。代理商承認，這兩家芯片制造商之間仍然針鋒相對，但是他們認為，就Altera和Xilinx的情況而言，獨家代理的做法是有實際意義的。

　　再來分析下雙方的FPGA代工廠商，Altera是堅定并始終如一的選擇了臺積電（TSMC），Xilinx則分別與聯電、三星、東芝半導體合作過，一直都保持著兩家代工廠為其進行FPGA芯片代工。現在Xilinx為什么會將橄欖枝拋向已經長期和其主要競爭對手Altera合作的臺積電？據電子發燒友網編輯分析，這主要是由于賽靈思一直都在追尋FPGA系列產品的高性能產品升級換代及低功耗，而28nm技術的最先提出者和最終實現量產的是臺積電，賽靈思顯然不希望在半導體工藝上落后于Altera，因此，與臺積電合作便成為情理之中的事。

　　但是必須認識到的是，Xilinx與Altera采用的28nm工藝技術卻有著本質的不同。

　　Altera在FPGA系列產品中引入HKMG實現了28nm優異的性能，而且還采用了第二代高級應變技術加速了電路設計，包括晶體管源漏區的嵌入硅鍺（SiGe）等技術。Altera通過采用這種半導體工藝技術使得晶體管性能增強了40%以上。其他28nm 工藝技術還沒有同時結合HKMG和高級應變技術來提高性能。

　　由于28nm 高性能（HP）工藝技術還需要將 HKMG 與 SiGe 應變技術相結合。兩種高級技術在制造工藝中相結合，相對于采用 HKMG 和應力襯墊應變技術的更為簡單的高性能低功耗 28nm 工藝技術而言會存在更多風險。相信賽靈思評估了多種 28nm 工藝技術，其中包括標準的低功耗（LP） 和高性能 （HP） 工藝，最后才決定采用 28nm HKMG 高性能低功耗工藝技術的。

　　誰來打破Xilinx和Altera雙雄稱霸的局面？

　　Xilinx和Altera這兩家公司面對著一些已經建立了牢固市場地位的DSP廠商，一些小型FPGA廠商正在研發一些新技術，它們會打破Xilinx和Altera雙雄稱霸的局面？

　　DSP應用非常廣泛，如MP3播放器、蜂窩電話和家庭娛樂系統。Xilinx和Altera進軍DSP市場的關鍵優勢是，FPGA可以在門級控制電路的邏輯關系。FPGA通過同時執行所有算法的子函數，速度能達到專用DSP的1000倍。由于DSP技術對Xilinx和Altera將來的成功至關重要，因此雙方都在積極宣傳一系列面向DSP的FPGA、內核、開發工具包和其他產品及服務。轉向DSP、微處理器和收發器等模擬部件，自然成了可編程邏輯器件的自然發展方向。

　　Xilinx和Altera填補了主流DSP廠商尚未觸及到的一個市場空白。用FPGA實現DSP功能使得Altera和Xilinx在某種程度上與德儀、ADI、飛思卡爾等DSP廠商產生了競爭，但是這種競爭關系不是直接的。Xilinx和Altera沒有提供在每種應用中都直接取代DSP的產品。

　　盡管目前在DSP市場，沒有任何一家小型FPGA廠商準備向Xilinx或Altera發起挑戰，但是，考慮到這個市場的迅速變化，這種局面不可能永遠持續下去。Halfhill認為，Actel有可能給Xilinx和Altera造成麻煩。（備注：目前Actel已經被美高森美半導體公司收購。）

　　Actel盡管該公司銷售收入很少，市場影響力微不足道，但是它擁有的一項重要創新是市場大腕們所缺乏的。Actel擁有一種與Xilinx和Altera稍有不同的FPGA技術。它能做的一件事是，給芯片中的編程邏輯電路加密，而且實施加密對性能不造成很大影響。

　　這種看似沒什么影響的技術可能在軟核方面對Xilinx和Altera構成威脅。軟核是一種插入FPGA中的數字邏輯部件。Xilinx和Altera目前向客戶提供軟核許可證時，只象征性地收取一點費用，目的是讓客戶將軟核用在它們提供的FPGA中。Xilinx的軟核只能用在Xilinx FPGA中，而Altera的軟核必須與Altera FPGA搭配使用。

　　Actel憑借其特有的技術與ARM公司建立了合作關系。ARM公司向移動電話、便攜式MP3播放器和其他新型產品提供低功率微處理器，而這些產品也是Xilinx和Altera FPGA的目標市場所在。根據Altecl和ARM簽訂的協議，客戶購買Actel FPGA時，可以不必再與ARM簽訂許可協議就可獲得ARM處理器內核。換言之，Actel從某種程度上成了ARM內核的經銷商。實際上， ARM許可證的成本體現在Actel售出的FPGA中。

　　Actel的加密技術是與ARM達成合作關系的重要因素，因為ARM相信，它寶貴的知識產權不會被篡改、通過逆向設計被竊取或從Actel FPGA中復制出來。


?

　　電子發燒友網主編評論：

　　Actel等這些FPGA具有某種技術競爭力的公司或許會對FPGA雙雄造成些許困擾，但是，短期內FPGA雙雄一統天下的局面難以改變。Xilinx和Altera在PLD領域的龍爭虎斗在可預估的未來將會愈發精彩，Xilinx公司戰略充滿大將風范，新品研發，業內并購，豐富產品線，開拓與完善FPGA各細分領域的應用，都有序并穩步推進著；如果說Xilinx是大將之師，那么Altera就是高度靈活性與執行力的游擊隊，Altera的戰略和產品研發的靈活性與推向市場的速度令人側目。

　　下一步，如何制定更為周全的產品策略，快速搶食專用集成電路（ASIC）市場和特殊應用標準組件（ASSP）市場份額，相信已成為Xilinx和Altera的共識。2012年，賽靈思在高舉著“All Programmable”大旗之際，加速著業內收購——分別將嵌入式Linux方案提供商PetaLogix和無線回程解決方案商Modesat Communications收入囊中。值得關注的是，這兩個廠商都在FPGA、嵌入式、SoC技術領域有著出色表現，Xilinx此舉將會明顯加強FPGA或SoC器件高度集成化，為客戶提供更周全的產品方案與技術支持，對未來快速搶占ASIC、ASSP和嵌入式部分市場將發揮重要影響。

　　Xilinx的不斷進步，處處刺激著Altera的敏感神經，從而使得Altera不斷取得突破，就這樣痛并快樂的良性循環著。半導體領域充滿了許多不確定性，但是唯一可以確定的是，兩者的競爭最直接受益的將會是工程師群體。在一切可編程化和器件高度集成化的康莊大道上，Xilinx和Altera競爭仍然繼續著....

——想知道賽靈思，還是阿爾特拉的FPGA芯片好？馬上參與電子發燒友網編輯為您精心策劃的PK專題：

Xilinx緊逼Altera，哪家FPGA更好？