eFPGA异军崛起 IP模式会是未来嘛

灵活逻辑

作为最早加入eFPGA的公司之一，Flex已经投入研发7年，2020年eFPGA正式开始盈利，并与Dialog、大唐电信、波音达成合作。Flex的EFLX  eFPGA  IP已经基本覆盖了桑迪亚国家实验室的180纳米、辛格的12纳米和TSMC的40纳米、28/22纳米和16/12纳米等主流成熟技术，完成了十余种芯片的流式传输。不仅如此，Flex  Logic宣称，辛格的22FDX和TSMC的7/6nm已经处于设计阶段，下一步就是进入5nm。

在Flex  Logic看来，传统的独立FPGA芯片的SoC方案对功耗要求过高，大部分需要高速SERDES或PCIe与其他芯片互连进行I/O，这种方案不仅功耗过大，而且由于SERDES/PHYS的存在带来了一定的面积成本，但eFPGA可以实现低功耗、低成本、小面积，100K  LUT可以插入复杂的SoC设计中。而且在继承了FPGA的可编程特性后，即使是已经安装的产品，也可以使用EFLX内核升级I/O协议，更改加密算法等等。

EFPGA在重构时间上也有优势，因此更适合复杂的神经网络模型。比如Flex  Logic的AI推理芯片Infirxx1，在测试中，神经网络模型级的动态重构只需要6微秒。这使得Infirxx1具有ASIC性能，同时可以动态处理新模型。非常适合作为主处理器的加速器或协处理器，应用于低功耗、高性能的边缘AI市场。

这种动态重构也为eFPGA带来了更多的应用方向，比如自动驾驶中的传感器融合方案，处理激光雷达、毫米波雷达、视觉等不同的传感器数据。还有不同PWM频率要求的多电机方案，其中提供电机控制器支持。或者需要对ARM、RISC-V、ARC等不同指令集架构的CPU进行动态切换。

Achronix

美国公司Achronix也涉足了eFPGA市场。Achronix的Speedcore可以达到750MHz的峰值频率，已经支持TSMC  16nm、12nm、7nm三个成熟的工艺节点，也可以移植到其他节点。

Achronix非常看好eFPGA在汽车市场的机会，尤其是当前汽车开发周期缩短，需要支持10年以上的生命周期。以特斯拉为例。与其他现成的组件相比，ASIC提供了最佳的整体成本和性能，尽管它需要一定的开发成本。同时，选择ASIC路线也带来了一定的风险。

首先，ASIC解决方案必须对自己的解决方案有清晰的认识。特斯拉的FSD  ASIC已经发展了近三年。如果相机ISP需要更新，GPU需要支持浮点而不是FP32，那么ASIC架构就需要大幅度改变，这很可能会进一步延长后续车型的生产，这也是很少有汽车厂商选择这种技术路线的原因。eFPGA  IP与ASIC的集成将为这些厂商提供FPGA的嵌入式硬件编程能力，而不会像独立FPGA那样增加成本和功耗。

总结

EFPGA具有加密、保护等诸多优势，既能支持各种加密算法，又能保护IP资产不被逆向工程。虽然eFPGA是几年前才引入的，但它仍然是一项不成熟的技术，在芯片设计领域没有太大的吸引力。经过几年的发展，经过晶圆厂的生产认证，设计流程和软件的完善，以及AI和自动驾驶的兴起，eFPGA已经成为一个可行的方案。不过，在ARM的IP厂商此前的经验下，eFPGA能否真正崛起，还需要等待更多的市场验证。