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    • 明確概念
    • 靈活性
    • 開發(fā)流程與周期
    • 速度和性能
    • 成本對比
    • 行業(yè)現(xiàn)狀
    • 入行難度
    • 如何選擇
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入行IC | FPGA和ASIC怎么選?

03/16 13:24
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IC行業(yè)的范圍很廣,有數(shù)字、模擬不同的研究方向,也有設(shè)計、制造、封測不同的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)、還有FPGA、ASIC等不一樣的芯片領(lǐng)域。

遇到過很多想要入行、轉(zhuǎn)行IC的同學,都有“選FPGA還是ASIC”的問題。區(qū)分概念往往是做選擇的前提,所以首先要明確二者的概念。

明確概念

FPGA全稱是Field Programmable Gate Array,中文名叫現(xiàn)場可編程門陣列,但究其本質(zhì)它仍是芯片的一種。

很多人不清楚FPGA到底算軟件還是硬件?其實它介于軟硬件之間。如果用它做接口、通信的話,它就偏向硬件;如果用它做算法、控制,那么它就偏向軟件。舉個例子,F(xiàn)PGA在數(shù)字IC領(lǐng)域已經(jīng)被用于驗證RTL代碼。相對于仿真器跑仿真,F(xiàn)PGA的運行速度更加接近真實芯片。

ASIC全稱是Application Specific Integrated Circuit,是指專用集成電路,就是針對某些特定應(yīng)用需求、特定用戶要求和特定電子系統(tǒng)的需要而開發(fā)設(shè)計的芯片。

很多人聽到ASIC都會下意識和數(shù)字IC畫等號,但其實不論是數(shù)字、模擬還是數(shù)?;旌?,任何定制的芯片都可以稱之為ASIC。

靈活性

FPGA的靈活度高于ASIC。

眾所周知芯片流片成本很高,一旦出問題就是流片失敗。尤其是大規(guī)模的數(shù)字芯片,開發(fā)過程中需要驗證團隊花費大量的精力在RTL代碼驗證上。FPGA就可以隨時改變芯片的功能,哪怕已經(jīng)制造出來甚至應(yīng)用在了客戶端,依然可以修改電路結(jié)構(gòu),這樣就能很大程度上降低風險和成本。而如果設(shè)計本身并不需要太多靈活性的話,F(xiàn)PGA的靈活也許就是一種浪費,也會增加潛在的成本。

開發(fā)流程與周期

FPGA開發(fā)時間短。

一般來說對FPGA編程之后就可以直接使用,通常幾個月就可以完成開發(fā)流程,不需要經(jīng)過半年甚至一年以上的流片周期。而ASIC更加復(fù)雜,尤其是全定制設(shè)計,需要大量的人力物力進行設(shè)計開發(fā)。與之相應(yīng)的就是體積小、功耗低......芯片綜合性能更抗打。

速度和性能

在兩者都是相同的工藝和設(shè)計下,F(xiàn)PGA的性能比ASIC有所差距。

因為FPGA內(nèi)部都是通用的結(jié)構(gòu),它可以根據(jù)需求的不同去實現(xiàn)乘法器、多路選擇器等等組合邏輯。而ASIC內(nèi)部都是固定的結(jié)構(gòu),乘法器就是乘法器,所以FPGA在結(jié)構(gòu)上的通用性必然導(dǎo)致性能冗余。

成本對比

成本取決于數(shù)量。如果是小批量的,F(xiàn)PGA成本低。如果是大批量的,ASIC成本低。

在使用量小的時候,F(xiàn)PGA是不需要支付幾百萬甚至幾千萬的流片成本的(FPGA比較大的成本就是板子),成本也就比較低。當使用量大的時候,使用ASIC反而是更加低成本且高性能的選擇。這也就是很多高校的項目都是FPGA的原因之一。

行業(yè)現(xiàn)狀

業(yè)內(nèi)規(guī)模最大的兩家FPGA公司是Xilinx(賽靈思)和Altera(阿爾特拉)。

阿爾特拉在2015年就被英特爾收購,Altera這個名字也就很少再被提及了。作為龍頭的賽靈思,也在今年(2022年)2月成功被AMD收購。從前有企業(yè)宣傳FPGA是“萬能芯片”,也有人說FPGA會取代ASIC?,F(xiàn)在看,萬能和取代是談不上,但FPGA憑借其優(yōu)勢也能在業(yè)內(nèi)有一席之地。但不得不說巨頭也難逃被收購的命運。

入行難度

FPGA入行是要更容易一些的。

需要先區(qū)分你是做fpga本身的設(shè)計,還是用fpga進行設(shè)計。前者的門檻很高,而且處于卡脖子的狀態(tài);后者門檻相對比asic要低一點。但大多數(shù)情況下我們所討論的FPGA都屬于后者:只是基于已有的FPGA芯片去做后端排列組合的工作內(nèi)容,而不是設(shè)計制造新的FPGA芯片,畢竟世界上能做這件事的公司屈指可數(shù)。

如何選擇

很多人會拿FPGA工程師和IC前端工程師直接做類比,也會有很多人選擇從FPGA轉(zhuǎn)行到IC前端。

FPGA轉(zhuǎn)IC前端確實是比較容易,畢竟都要寫Verilog。當然,這只是一個可選擇的方向,并不是必須。

就數(shù)字IC來說,它和FPGA都算是還不錯的方向。FPGA的難度稍低入門也會快,但會受技術(shù)發(fā)展的限制,部分的工作內(nèi)容會被新工具所取代,相對來說也會更快遇到職業(yè)瓶頸。IC前端崗位比較多,入門門檻更高,技術(shù)難度要大于FPGA,但就長期職業(yè)發(fā)展來說是比較有優(yōu)勢的。說簡單一些:如果想要入行快,可以選擇FPGA。但如果追求更高的天花板,就可以選擇IC前端。

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