Lattice è entrata nel mercato degli Fpga nel 2002 con la prima generazione di Fpga denominata “XPGA” e alcuni prodotti acquistati da Agere (Orca Fpga e Fpsc). Da allora le vendite di Fpga sono cresciute per Lattice fino a diventarne il 20% del bilancio. Nonostante ciò, la quota di mercato conquistata da Lattice è ancora piccola, ma ci sono alcune considerazioni che ne fanno prevedere un prossimo convincente miglioramento.
Tutto è cominciato quando nel marzo 2004 Lattice annunciava l’avvio della partnership con Fujitsu per lo sviluppo delle tecnologie FPGA di prossima generazione. Fujitsu aveva e ha tuttora una reputazione consolidata nello sviluppo delle tecnologie a semiconduttore e, inoltre, ha una valida esperienza nei riguardi delle tecnologie di memoria non volatile Flash che Lattice ha scelto per impiegarle a bordo di tutti gli FPGA di nuova generazione. Così, Fujitsu ha aiutato Lattice nelle tecnologie da 130 nm con e senza memoria Flash, nonché nello sviluppo dei nuovi wafer CMOS da 90 nm.
Precisamente, la tecnologia di riga da 90 nm è stata studiata e messa a punto negli stabilimenti Fujitsu di Mie in Giappone, dove la roadmap per lo sviluppo delle prossime tecnologie da 90 e 65 nm è già stata annunciata. Ciò significa che oggi Lattice è già pronta per i prossimi progressi nelle tecnologie circuitali che permetteranno agli Fpga di evolvere ulteriormente.
Le nuove tecnologie permetteranno a Lattice di competere testa a testa con Xilinx e Altera in termini di densità, prestazioni e costi dei dispositivi. Inoltre, le migliori prestazioni Flash consentiranno di introdurre funzionalità non volatili negli Fpga migliorandone la densità d’integrazione, le prestazioni e la sicurezza rispetto alle memorie Sram tradizionali.
Da giugno 2004 Lattice ha introdotto tre famiglie di dispositivi in tecnologia di riga da 130 nm.
Gli Fpga a basso costo LatticeEC e LatticeECP, basati su memorie Sram e indirizzati alle applicazioni di fascia bassa, competono direttamente con gli analoghi dispositivi Xilinx Spartan e Altera Cyclone, anche se rispetto a questi offrono qualche prestazione in più (per esempio, interfaccia alle memorie e DSP più veloci).
I dispositivi LatticeXP incorporano memoria Flash e integrano avanzate tecnologie a un prezzo competitivo e confrontabile con quello degli Fpga a basso costo. Integrando a bordo una Prom di boot, questi dispositivi si accendono istantaneamente e non necessitano di acquisire una configurazione dall’esterno, il che migliora la sicurezza e permette, inoltre, di aggiornare facilmente il dispositivo all’occorrenza. MachXO è una famiglia di dispositivi logici non volatili “crossover” per applicazioni intermedie fra i grandi Cpld e i piccoli Fpga. Grazie all’efficace ottimizzazione delle risorse, questi dispositivi offrono vere funzionalità Cpld a circa la metà del prezzo tipico dei tradizionali dispositivi Cpld e, inoltre, incorporano anche utili funzionalità Fpga.
Nel febbraio 2006 Lattice introduce altre due nuove famiglie di Fpga in geometria da 90 nm.
I LatticeSC sono “System Chip Fpga” che offrono prestazioni “Extreme” grazie alla disponibilità a bordo di I/O da 2 Gbps (laddove i dispositivi della concorrenza si limitano a 1,2 Gbps) e canali SerDes da 3,8 Gbps. Inoltre, l’architettura ibrida Fpga/Asic ne massimizza le prestazioni abbassando il costo. Questi dispositivi Cmos con memoria Sram competono direttamente con i Xilinx Virtex4 e gli Altera StratixII e stanno già riscuotendo un certo favore da parte del mercato.
La famiglia Lattice ECP2 rappresenta la seconda generazione degli Fpga Lattice a basso costo ed è stata progettata con le stesse ottime caratteristiche dei primi Lattice ECP, ma nella più efficiente ed economica geometria di riga da 90 nm (che costa circa la metà rispetto alla precedente generazione) grazie alla quale le prestazioni migliorano di circa il 33%.
Intanto, oltre ad aver reso disponibili questi sofisticati Fpga, Lattice si è impegnata nello sviluppo di tool di progetto dedicati per gli Fpga, nonché di un’ampia libreria di funzioni di proprietà intellettuale pre-ingegnerizzate. Queste funzioni IP consentono ai progettisti di poter contare su utili blocchi funzionali che possono essere inseriti rapidamente nei progetti per accorciare i time-to-market. Le funzioni IP spaziano dai blocchi più basilari ai controllori di memoria e alle interfacce bus fino ai più sofisticati controllori per SPI 4.2 e PCI Express e ai core completi di microprocessori e microcontrollori.
Per competere nel mercato degli Fpga Lattice deve continuare a proporre nuovi prodotti sempre più interessanti (per esempio non volatili, con elevate prestazioni, con soluzioni specifiche a livello di sistema, e così via) e cercare di farlo a un prezzo conveniente che sia in grado di rendere i prodotti competitivi.
Per questo Lattice ha investito oltre 300 milioni di dollari in ricerca e sviluppo negli scorsi tre anni e oggi cominciano a vedersi i risultati di quest’importante investimento.
Inoltre, ha saputo ridurre alcuni costi NRE (Non Recurring Expense) e per questo oggi Lattice è più efficace nel progettare e sviluppare soluzioni dotate di un miglior rapporto prestazioni/costo e, quindi, capaci di rispondere alla crescente domanda da parte del mercato nei riguardi dei dispositivi programmabili.
C’è, dunque, spazio per la crescita di una “terza forza” nel panorama mondiale degli Fpga? Data l’estrema variabilità osservabile oggi sul mercato, non si può negare che vi siano buone prospettive per un’industria innovativa come Lattice.
Lattice first entered the FPGA market in 2002 with our first-generation FPGAs (“XPGAs”) and with products acquired from Agere (ORCA FPGAs and FPSCs). Since then, our FPGA revenue has grown from zero to account for some 20% of our business. Even so, Lattice’s FPGA market share is only a few percent; but we think several developments will increase our FPGA business.
In March 2004 Lattice announced that we would partner with Fujitsu Limited to develop our next generation FPGA technology. Fujitsu has a long-standing reputation as an exceptional semiconductor supplier and, importantly, Fujitsu has best-in-industry expertise in Flash non-volatile silicon technology, which Lattice intended to use for some of its next generation FPGAs. To date, Fujitsu has supplied Lattice with 130nm technology with and without Flash capability, as well as superior 90nm CMOS wafers. The 90nm technology is produced at Fujitsu’s new 300mm wafer fab in Mie, Japan. A roadmap for 90nm technology with Flash and 65nm technology also has been announced, putting Lattice on the cutting-edge of FPGA technology.
This new technology base allows Lattice to compete head-to-head with Xilinx and Altera in terms of device density, performance and cost. In addition, advanced Flash capability enables us to manufacture non-volatile FPGAs that offer significant integration, performance and security advantages over SRAM for certain applications. Xilinx and Altera do not make non-volatile FPGAs.
Since June 2004, Lattice has introduced 3 families of devices on the 130nm technology:
LatticeEC and LatticeECP Low Cost FPGAs – Targeted at the low-cost market, these CMOS SRAM devices compete directly with Xilinx Spartan and Altera Cyclone devices but deliver higher performance (for example, faster memory interface and faster DSP).
LatticeXP – These Flash-based non-volatile devices offer the ultimate FPGA technology for a reasonable price premium compared to low-cost FPGAs. By integrating the boot PROM on-chip, users have a device that turns on instantly when powered up, needs no external configuration, provides high design security and makes field system upgrades very easy.
MachXO – These non-volatile “crossover” logic devices bridge the application gap between large CPLDs and small FPGAs. By optimizing their designs and technology, these devices offer CPLD functions for half the price per fu
nction of traditional CPLDs, yet also have the functionality of FPGAs.
Lattice also introduced 2 new families of 90nm FPGAs in February 2006:
LatticeSC – System Chip FPGAs that offer “Extreme Performance” with 2Gbps I/O (competitive devices are at 1.2Gbps max), the most 3.8Gbps SERDES channels of any FPGA and an FPGA plus ASIC hybrid architecture for maximum performance and lower cost. These CMOS SRAM devices compete directly with high-end Xilinx Virtex 4 and Altera StratixII devices, and are receiving an enthusiastic response from potential customers.
Lattice ECP2 – A second-generation low-cost FPGA family that builds on the strengths of the earlier LatticeECP family, but provides 90nm economics (half the cost per function of the previous generation) and higher performance (up to 33% faster, depending on the speed metric).
Along with these sophisticated devices, Lattice has put in place a full set of superior FPGA design tools as well as a large portfolio of pre-engineered Intellectual Property (IP) functions. The IP provides our customers with a library of standard, system-level building blocks they can use to increase their productivity and reduce time-to-market. These IP functions range from basic building blocks such as memory controllers and bus interfaces, to sophisticated controllers for SPI 4.2 and PCI Express as well as microcontroller and microprocessor cores.
How will Lattice compete in the FPGA market? By continuing to bring to market new and differentiated products with unique characteristics (e.g., non-volatility, higher performance, system-level solutions, etc.) at attractive price points that outperform competitive devices. Lattice has invested >$300M in FPGA R&D over the past 3+ years, and now we are seeing the return on our investment.
Because they eliminate NRE (non-recurring expense), are easy to design with and deliver exceptional performance and cost-effectiveness, demand for programmable devices will continue to grow. Is there room at the top for a “third force” in the FPGA industry? In a market that is growing and changing so rapidly, there is always room for an innovative company like Lattice.