舌尖上的本土IC企業(yè)系列之四：京微雅格 FPGA領(lǐng)域的中國“芯”

FPGA號稱“萬能芯片”，能做FPGA器件的廠商肯定是大牛中的大牛，因為像Intel、TI這樣的半導體巨頭也曾嘗試進入這個市場，但都因為這樣那樣的原因鎩羽而歸。在筆者的印象中，目前，全球范圍內(nèi)能夠量產(chǎn)FPGA的企業(yè)屈指可數(shù)，大家耳熟能詳?shù)腁ltera、Xilinx和Lattice都是美國企業(yè)，所以當聽說這個以高門檻、高投入著稱的行業(yè)終于有了中國企業(yè)的身影時，筆者多少有些吃驚，但是自豪之情溢于言表。這家中國FPGA企業(yè)就是京微雅格，本次與非網(wǎng)邀請到了其掌門人劉明博士，聽他來談?wù)劚就罠PGA廠商的成長之路。

雅格羅技到京微雅格

京微雅格的成立對中國半導體產(chǎn)業(yè)來說是具有里程碑意義的一件事情，因為它第一次讓國人有了自己的FPGA器件，中國也成為了繼美國之后第二個能夠自主研發(fā)生產(chǎn)FPGA器件的國家。而一路走來，京微雅格如何能夠突破國外FPGA巨頭6000多項的專利限制，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的FPGA產(chǎn)品？

劉明博士坦言當初走了很多彎路，公司從2005年進入清華科技園成立雅格羅技開始，就一直致力于FPGA產(chǎn)品的開發(fā)。在架構(gòu)上如何繞開國外那幾家公司的壟斷，京微雅格也嘗試過不少方案，但剛開始并不理想。經(jīng)過6代產(chǎn)品的研發(fā)和改進，京微雅格終于推出了具備自主知識產(chǎn)權(quán)的Tile架構(gòu)，而基于該構(gòu)架的CME-M5（金山）以及CME-M7（寶山）系列產(chǎn)品也終于真正擺脫了國外廠商架構(gòu)的影響。除此之外，京微雅格首創(chuàng)的可定制可重構(gòu)可編程的可配置應(yīng)用平臺（CAP—Configurable Application Platform）將FPGA /CPU//SRAM/ASIC/Flash/ADC以及其他功能模塊嵌入在單一芯片中，幫助客戶降低設(shè)計難度，提高產(chǎn)品的可靠性和性價比，受到市場的廣泛歡迎。

2010年，雅格羅技與北京市政府成立合資公司，在資金面上得到了進一步的保障，公司改名為京微雅格。

FPGA研發(fā)，難在哪里

大家都說研發(fā)FPGA產(chǎn)品是高門檻、高投入，具體而言難度究竟在哪？劉明博士解釋，簡單來說就是對技術(shù)和資金的高要求。

技術(shù)上主要有四個難點，架構(gòu)、工具、硬件以及軟件。

如何突破其他FPGA巨頭在架構(gòu)上的專利限制是京微雅格首先得面對的問題，而京微雅格的CAP可配置應(yīng)用技術(shù)平臺，也正是看到FPGA發(fā)展趨勢，順勢推出的架構(gòu)技術(shù)。目前京微雅格在這方面已經(jīng)申請了98項專利技術(shù)，而FPGA+MCU+RAM+Flash的可配置應(yīng)用芯片一經(jīng)推出，就得到了市場的不錯反響。金山及先前系列產(chǎn)品主要是集成8051單片機，針對的也是中低端的市場應(yīng)用，而隨著FPGA邏輯資源的不斷增加，后續(xù)的寶山系列會集成ARM的CPU硬核，用來滿足數(shù)據(jù)處理需求更高的開發(fā)應(yīng)用。

FPGA開發(fā)工具的難點可以和ASIC芯片開發(fā)工具作比較，由于全球做ASIC芯片的公司數(shù)以千計，所以有像Synopsys、Cadence這樣的EDA廠商為ASIC芯片開發(fā)提供專業(yè)的開發(fā)工具。FPGA器件則不同，由于沒有專業(yè)的EDA廠商來配合，所以，F(xiàn)PGA廠商不僅要會使用通用的ASIC開發(fā)工具進行設(shè)計，還要為自己的客戶開發(fā)相應(yīng)的FPGA開發(fā)工具。硬件方面ASIC芯片將功能設(shè)計好之后可以進行自動化的設(shè)計，而FPGA設(shè)計則更像手工活，這其中的難度和復(fù)雜度就可想而知了。

FPGA作為通用型芯片，其最大的特點是需要通過軟件編程來實現(xiàn)某些專門功能。從某種程度上來說，軟件的好壞直接決定了FPGA產(chǎn)品的成敗。從歷史來看，前前后后差不多有58家公司涉足FPGA行業(yè)，大部分也是因為軟件的問題而折戟。而京微雅格自主開發(fā)的Primace和Andara軟件系統(tǒng)突破了瓶頸，通過軟件實現(xiàn)綜合（synthesis）、映射（mapping）、布局（placement）、布線（routing）、時序分析（timing analysis）、位流生成（bitgen）、仿真（simulation）等全流程的FPGA設(shè)計，而軟件內(nèi)嵌Keil-C的AGDI接口可以幫助嵌入式軟件開發(fā)者在Keil-C中編譯和在線調(diào)試MCU或CPU的固件。

FPGA產(chǎn)品的開發(fā)周期長、先期投入大，對資金的壓力可想而知；而且FPGA產(chǎn)品開發(fā)對團隊的完整性要求也較高，如何建立一個比較齊全的開發(fā)團隊并保證這個團隊在較長時間內(nèi)相對穩(wěn)定，對企業(yè)管理和運營資金來說都是不小的挑戰(zhàn)。

面對未來，路在何方

對于京微雅格未來的發(fā)展，劉明博士充滿自信。目前集成了增強型8051的“山”系列產(chǎn)品M0、M1、M5已經(jīng)推向市場，整合了ARM Cortex-M3的M7產(chǎn)品馬上也將面世。隨著邏輯資源的不斷增加，京微雅格將30K及以上邏輯資源產(chǎn)品定義為“云”系列，計劃明年將有產(chǎn)品問世，主要面向高端市場。面向超高端市場的應(yīng)用，京微雅格也在做著技術(shù)儲備，未來會規(guī)劃“星”系列的產(chǎn)品；針對手持終端等移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對功耗或其他有特殊要求的行業(yè)應(yīng)用，劉明博士表示，京微雅格也在規(guī)劃“湖”系列的產(chǎn)品系列，主要強調(diào)低功耗和高可靠性。

既然已經(jīng)有產(chǎn)品面市，筆者最關(guān)心的還是京微雅格如何在眾強近乎壟斷的情況下鋪開這個市場。與傳統(tǒng)的純FPGA產(chǎn)品不同，京微雅格的產(chǎn)品還整合了MCU/CPU等邏輯模塊，對系統(tǒng)應(yīng)用工程師提出了更高的要求。劉明博士介紹京微雅格一方面會加強與客戶的聯(lián)系，為潛在客戶進行產(chǎn)品培訓，讓更多的工程師了解京微雅格的產(chǎn)品；另一方面，也會積極推進自己的大學生計劃，讓更多的學生在本科、研究生階段就接觸了解京微雅格的產(chǎn)品，從短期、中期以及長期角度擴大市場接受度。“除了產(chǎn)品具備更高的系統(tǒng)性價比，本土化的研發(fā)和支持團隊也是我們與其他家FPGA廠商相比的優(yōu)勢所在，我們的軟/硬件工程師都位于北京的中關(guān)村高端人才創(chuàng)業(yè)基地或上海和深圳的辦公室內(nèi)，能夠更好的反應(yīng)和支持客戶需求。腳踏實地、用創(chuàng)業(yè)公司的執(zhí)著與激情去服務(wù)客戶，這些都是我們開拓市場的企業(yè)姿態(tài)。”

目前FPGA的全球市場規(guī)模已經(jīng)超過50億美元，雖然與ASIC的規(guī)模相比還有差距，但是發(fā)展速度迅猛，而且FPGA市場的一半在中國，京微雅格將大有可為。未來幾年，京微雅格還將側(cè)重中低端市場的發(fā)展與應(yīng)用。劉明博士承認，與有數(shù)十年經(jīng)驗積累的大廠Altera、Xilinx相比，京微雅格還存在著不小的差距，但是立足本土市場，更貼近目標客戶，為本土客戶提供更全面更周到的服務(wù)則是京微雅格的開山法寶。

隨著上海、深圳分公司的逐漸完善，分銷商隊伍的不斷壯大，京微雅格將為更多客戶所熟悉。雖然擺在京微雅格前面的路并不好走，但我們愿意看到它越走越好。

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