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ASIC与FPGA比较谈

专用集成电路(ASIC)采用硬接线的固定模式，而现场可编程门阵列(FPGA)则采用可配置芯片的方

法，二者差别迥异。可编程器件是目前的新生力量，混合技术也将在未来发挥作用。

与其他技术一样，有关ASIC技术过时的报道是不成熟的。新的ASIC产品的数目可能有大幅度下降，

但其销售额仍然相当高，尤其是在亚太区。此外，采用混合式方法，如结构化ASIC，也为该技术注入了新

的活力。同时，FPGA(和其他可编程逻辑器件)也在发挥作用，赢得了重要的大众市场，并从低端应用不断

向上发展。

每种技术都有它的支持者。一般来说，ASIC用于大型项目，而对于需要快速投放市场且支持远程升级

的小型项目，FPGA则更为适合。ASIC和FPGA供应商对这两种技术孰优孰劣不能达成共识，对适合的

应用领域也持不同看法。上述技术及其衍生技术将可能在今后一段时间内长期存在。

AlteraCorp的高密度FPGA高级总监DavidGreenfield指出，FPGA技术的主要优势仍是产品投放市

场的时间较短。他说：在目前新“增的设计方

案中，对FPGA的选择倾向超过ASIC。ASIC技术有其价值所在，它的性能、密度和单位容量都相当出

色，不过随着FPGA的发展和ASIC的开发成本不断上升，将会导致ASIC的市场份额不断缩小。”在上

述趋势之后发挥作用的，正是FPGA在性能、密度和制造成本上的发展。

Greenfield指出，高性能曾经是ASIC超出FPGA的优势，当时FPGA在性能和功能上都较逊色。随

着芯片的制造工艺从180nm发展到130nm甚至90nm，上述情况发生了很大变化，现在FPGA的性能已

经能够满足大多数应用的需要（要求最高的应用除外），而密度水平则达到逻辑设计的80%。他解释说：

某些系统设计师“也认识到，ASIC的市场领域在于极高性能/密度的产品，这种市场领域风险非常大。NRE

（非重复性工程设计）和开发成本对这种设备而言是最高的。”

Altera指出，较早期的FPGA仅用于原型开发或低容量/低密度应用，现在该技术已经在消费电子产品

中得到大规模使用，也在高密度应用中得到一定应用。Greenfield指出，最高密度的FPGA(90nm)其单价

仍明显高于ASIC。他说：但是，“即便就最高密度的应用而言，当综合考虑到开发和NRE成本等因素后，

结果仍倾向于FPGA技术。”

德州仪器(TI)的ASIC工作以单元方式为主，为数量有限的大型客户服务。这些ASIC器件的平均门数

量通常为工业标准ASIC的五倍，主要应用在高度复杂、高容量的应用中。这些应用都要求对商用的网络

和电信技术有高度的差异化。

TI的ASIC通讯基础设施业务部门硅技术设计师JohnDiFilippo指出：“以单元方式进行ASIC开发，

初始投资较高。但在高产情况下，ROI会大幅改善，因为其芯片较小，单位成本降低。在成品单价不太重

要的情况下，或者是在产品上市时间较短，或初始投资较少的情况下，FPGA则是更好的选择。”

DiFilippo认为TI的客户要求良好的性价比，而对FPGA和结构式ASIC而言这种要求都是难以实现的。

FPGA和结构式ASIC更适于广阔的中间市场。他说：“FPGA和结构式ASIC适于低容量、寿命较短的应

用，客户愿意在产品功能和性能方面有所牺牲，但要求仍能实现系统目标。”

不过，TI对两种竞争的技术都认同。TI为单元型ASIC设备推出新的特性，使其能够提供类似门阵列

的灵活性，更短的循环实现，设备要求重新设计时还能实现更低的成本。TI还开发了平台“式”ASIC产品，

在多条客户产品线上都能加以利用，并指出其能够降低单位系统的开发成本。

TI认为，单元型ASIC方法最适于以下情况：

■门和存储位的数量超过1千万；

■千兆位连接数量较多；

■在最低功耗下，主时钟频率高于300MHz；

■对成本很敏感的应用。

可行的替代方法

Xilinx公司指出，关于FPGA能否成为ASIC