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Stratix II FPGA:成功的90nm开发和推出案例研究

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

 当Altera公司为下一代FPGA着手开发90nm工艺时,这项工艺正处于广泛的业界争论之中,恰恰反映了新的亚微米工艺之路的坎坷。向90nm点的转换不一定很顺利,尚需要进行比上一个工艺点更深入的分析、研究和测试。然而,Altera从以往产品推出和近乎无瑕疵的0.13um技术中获得了经验,再一次证明了经细致考量的设计方法和主流工艺的选择是成功的关键因素。公司选用TSMC经验证的90nm和low-k介电质工艺获得了极好的产量和优质的器件,这些器件超过了对功率和性能的预期值。

· Altera现在正在制造和测试大量的Stratix® II器件,坚信它能在比预期更早的时间内达到极具竞争性的成本目标。这样,它将以即将降价的形式为客户节省成本。

· 工作在533Mbps规范之上的DDR2存储器接口现在可以运行到640Mbps,为客户提供了巨大的保护带宽,更容易进行设计

· LVDS工作在1.5Gbps,大大地超过了1Gbps的规范。这也具有极大的时序/性能优势。

· 比预计更好的工艺控制结果使得泄漏功率小于预期值。新的升级后的功率计算器为用户提供新的更低的功率值。 

· 两款新的Stratix II器件——EP2S30和EP2S130——已经下单,将在第四季度开始样片生产。

    Stratix II系列继续最初Stratix系列的前进势头Altera的用户正快速地采用公司的技术,因为他们知道能期望准时获得高质量的产品。上个季度Stratix系列增长了60%,已经成为Altera销售量最大的系列。目前的设计获得这个成绩表明Stratix II系列正建立在这个趋势上。

    风险管理

    Altera正赢得的成功是精心定义方法的结果,这个方法通过限制新的工艺点上引入风险的变数,注重干脆明晰的实施。这种精心定义的方法获得可预测的快速的可用性,加快降低成本,最初0.13微米Stratix和Cyclone™系列相当顺利的推出验证了这种方法。

    Altera和台积电密切合作,为90nm产品选择了主流的low-k介电质工艺。为了进一步防止客户出现可用性问题,Altera实施了细致的工艺指标阶段,确保了在产品进入新的工艺点前具有可制造性和可靠性。Altera选择Stratix II FPGA作为第一款采用90nm制造的系列产品,因为知道客户通常对复杂的FPGA有更长的设计周期,需要从下一代产品中获得更大的集成度。另外,Stratix II FPGA采用了Altera的专利冗余技术,这保证了当缺陷率仍然很高情况下,在开发的初期即使在大芯片上也能够推出可靠的产品。Altera的低成本Cyclone II FPGA将采用同样的工艺,确保快速地进入成品,满足缩短的面市时间需求和更大批量终端产品所需的成本敏感性。

    Altera许多的成功归结于公司的策略——拥有一个具有先进工艺的铸造厂合作伙伴。TSMC是全球最大的铸造厂,是业界无可非议的领导者,拥有R&D能力和力量持续地在最前沿投资和创新,同时保持先进性方面的成功和领导地位。

    虽然Altera的主要竞争者努力寻找稳定的合作者来制造他们的90nm产品,但是迄今为止Altera在Stratix II系列上所获得的成功已经预言了它整个90nm产品系列按计划顺利推出。对TSMC运作能力的完全的信心让Altera关注于核心竞争力——开发下一代可编程逻辑解决方案。

    在Stratix II FPGA背后:为更低功率和更高性能的设计

    Altera评估了一些减小和90nm点相关的泄漏功率,同时保持性能、可制造性和裸片面积的技术。工艺定制,包括不使用triple-oxide技术,因为过高的成本和制造问题。相反,Altera优化了电压域值,调整了三极管长度,最大化关键电路的性能和最新化非性能电路的泄漏。另外,Altera专为大容量Stratix II系列开发了一种新的和更有效的逻辑结构,叫做自适应逻辑模块(ALM),不消耗不必要功率情况下增加了性能。

     Stratix II器件上业内唯一90nm,low-k FPGA。可以从全球分销商处获得Stratix II FPGA,和最接近的相竞争的大容量FPGA相比,更快50%,容量更大,存储带宽更大。根据最近的客户需求,系列为EP2S90和EP2S130器中增加了新款780管脚BGA封装。

    作者简介

    Erik Cleage是Altera的市场高级副总裁。他是公司首席产品策划师,领导着全球产品市场和产品规划部。他为公司服务了18年多,拥有斯坦福大学的电子

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