中國“芯”多了一位“萬能”成員

本報記者 何 亮

近日，高云半導體科技股份有限公司在上海發布了一款具有中國自主知識產權的FPGA芯片及配套平臺化產品，這也是中資公司收購美國FPGA廠商萊迪斯（Lattice）告吹后第一次亮出國產“名片”，意味著中國“芯”家族多了一位中國造的“萬能”成員。

增加一個USB功能，集成一片新市場

FPGA是現場可編程邏輯陣列——一種可編程“萬用”芯片，其特殊的靈活性決定了在新興應用領域中具有廣闊的發展空間，特別是當下火爆的人工智能，沒有現成的芯片（ASIC）可用，只能通過FPGA，利用可編程的特點，來實現并驗證工程師所需要的初步解決方案。

與目前消費市場很少集成USB2.0功能塊不同，新的芯片將它集納起來，這透露出一個技術信號——FPGA不僅應用在通信系統和設備上，而且與消費類產品搭上關系。高云半導體CEO朱璟輝表示：“就像蘋果工程師對FPGA表現出的興趣一樣，在iPhone 7中已經用到了FPGA。”

對于集成電路，曾有廠商將CPU（中央處理器）與FPGA集成，后者善于并行計算，處理能力強，前者則強在“管理”，這正是FPGA所缺乏的，兩者結合，可有效地提升整體性能。可是，高云新的芯片放棄了CPU,卻與MCU(單片微型計算機)集成到一起，朱璟輝給出的理由是，“一方面，在MCU市場，ARM架構已經占據了絕對統治地位，因此，FPGA+ARM內核的架構，將有助于提高FPGA的競爭力。另一方面，嵌入式市場非常寬廣，高云選擇采用FPGA+MCU（ARM）的方式進入這個廣闊的嵌入式市場，主要針對的還是中高端的差異化應用，力求開拓出一片新天地。”

在消費級領域中，嵌入諸如USB2.0等模塊的芯片會在圖像監控、智能工業、醫療設備等領域逐步推開，動態可重構以及單片集群水平不斷提高，將使FPGA功能越來越強大。比如在伺服電機控制器中，芯片的集成使這類應用的控制系統更簡潔，還有更精準的電機步進控制，更炫的顯示效果控制，更加人性化，更加簡易的人機交戶方式。

改變加密技術，應對突發“斷電”

制造芯片要分層研磨，反向剝離可以將芯片每一層信息“偷”出來。比如將工藝次序倒過來執行，逐層拍照、克隆，即便完美復制的成功率很低，“萬里挑一”的機會總會有的。因此供應特殊需求更成為一種在遭受技術封鎖環境下的有效辦法。而且，芯片做的設計常被抄襲，其電路設

計和外形非常容易被原封不動地復制出來。

高云芯片實現的創新加密技術也是針對芯片本身被克隆和芯片設計被抄襲兩種情況。對于前者，高云的GW1N系列芯片實現55納米流片和28納米設計，如果進行“反向”克隆，設備成本昂貴，且后續生產也是一個難題。高云半導體董事長陳天成告訴科技日報記者，“因為從90納米開始，晶體管的大小跟光波幾乎相近，拍照產生衍射現象，廠商則從光學原理出發，算出衍射情況做修正，在物理上還原。但是，摩爾定律不斷推進，55納米、40納米等集成度更高的芯片靠‘反向’克隆還沒有成功。”

而對用戶設計的保護，芯片多了一種自我“摧毀”的手段以保證用戶設計的數據流不被讀出。陳天成打了個比方，這項加密技術有點像ATM機，如果ATM機被惡意破壞了，里面的錢會被噴上大量的墨汁，即使把錢取走錢也用不了的。

　　新的芯片是Flash工藝的非易失性FPGA。所謂非易失就是像閃存一樣，當你通電的時候數據就在里邊，當你掉電的時候數據還在里邊。“相比于美國FPG廠商Lattice的OTP（只能編程一次）對標產品，高云芯片采用閃存工藝技術，可以多次編程，具有更強的靈活性和可重用性。”陳天成表示，目前，該類型產品可以完全取代傳統的CPLD（復雜可編程邏輯器件），每年約有5億美元的市場總量。