从连年亏损到被英特尔收购，eASIC到底有何过人之处？
北京时间7月13日早间消息，英特尔于当地时间周四宣布，计划收购半导体芯片设计公司eASIC。虽然，英特尔并未披露具体收购条款，但该公司发言人透露，收购价格并不高。
值得一提的是，早在2017年11月1日，国内上市公司东山精密（主要从事精密钣金件、精密压铸件、LED 器件及模组、触控面板及 LCM模组等制造）发布公告称，旗下公司全资子公司Multi-Fineline Electronix,Inc.向美国eASIC公司投资了900万美元，用于购买eASIC公司B类优先股，拿下了9.7%的股权。以此来看，当时eASIC公司的整体估值大概在9300万美元左右。
而且从东山精密公布的数据显示，eASIC经营状况并不容乐观，2016年全年营收为4550.7万美元，净亏损642万美元；2017年1-6月营收1714万美元，营收似乎有所下滑，但是净利润亏损却进一步扩大到了708.6万美元。
考虑此前eASIC约9300万美元的整体估值以及并不乐观的经营状况，笔者猜测，时隔半年多之后，英特尔对于eASIC的收购价可能在1亿-2亿美元之间。
据了解，英特尔在收购eASIC之后，还将有120人加入英特尔的可编程解决方案事业群。而英特尔的可编程解决方案事业群是英特尔2015年斥资167亿美元收购FPGA（现场可编程门阵列）大厂Altera公司后成立的。而此次收购eASIC则被认为是进一步加码半定制芯片领域。
生存在FPGA与ASIC夹缝中的eASIC
众所周知，FPGA是一种可编程的半定制芯片，其与GPU一样具有并行处理优势，并且也可以设计成具有多内核的形态，当然其最大的优势还是在于其可编程的特性。这也意味着用户可以根据需要的逻辑功能对电路进行快速烧录。即使是出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接，用户无需改变硬件，就可通过升级软件来配置这些芯片来实现自定义硬件功能。
但是，FPGA是用硅片面积来换取灵活性的，天生不足表现为资源利用率低、价格昂贵。FPGA中的互联使用的是专用可编程连线模块，80%的硅片面积被用作布线路由，要多绕许多路径，要过许多用晶体管搭建的开关。将基于SRAM的查找表LUT逻辑单元组成逻辑电路所需要的逻辑层数比直接使用片上金属线做互联的定制化ASIC多。因此，在速度和功耗上都要比ASIC差很多。数据显示，同样硅片面积小，65nm工艺的FPGA在性能上也只能相当于180nm的ASIC，而成本上与180nm的ASIC芯片并没有优势。
相较于及半定制的FPGA来说，ASIC芯片的计算能力和计算效率都直接根据特定的算法的需要进行定制的，所以其可以实现体积小、功耗低、高可靠性、保密性强、计算性能高、计算效率高、成本低等优势。当然，ASIC芯片的缺点也很明显：前期投入费用高昂，设计流程复杂，风险较高；一旦设计完成，流片后就无法再修改逻辑电路，缺乏FPGA那样的灵活性；如果无法大量应用的话，其整体成本可能比部署FPGA更高。
为此eASIC公司则试图在标准单元ASIC和FPGA之外中找到另外一条定做芯片的途径。所以eASIC推出了半成品的结构化ASIC，当然要做成客户定制的芯片仍然需要掩模，只不过掩模层数少一些。
总的来说，结构化ASIC能够节省一半的NRE费用和设计时间，芯片的性能和功耗接近标准单元ASIC。但芯片的成本约是标准单元的1.5 ~2倍，因为其密度大约只有标准单元ASIC的50%~75%左右。结构化ASIC的市场定位决定了其在ASIC与FPGA的夹缝中求生。
或许是因为半导体工艺升级换代太快了的缘故，大多数结构化ASIC的优势还没有来得及完全发挥出来，就被新工艺淘汰出局。直到在90nm之前，大多数结构化ASIC在商业运作上都没有FPGA成功。客户要么更喜欢便宜的标准单元ASIC，要么更喜欢没有风险的随时都可重新编程的器件FPGA。除非把做ASIC的NRE降到微不足道，还要让设计工程师避开复杂的后端设计的困扰，否则难以扭转结构化ASIC尴尬的局面。eASIC公司率先做到了这一点。
eASIC实现结构化ASIC价值重归
资料显示，eASIC Corporation总部位于加州圣塔克拉拉。致力于提供差异化的解决方案，让公司能够快速、高效地交付定制集成电路，为客户的硬件和软件系统创造价值。公司的eASIC解决方案由其的eASIC平台、使用自有的easicopy或标准的ASIC方法交付的ASICs以及公司专有的设计工具组成。其中，公司的eASIC平台采用了一种多功能、预定义且可重用的基础阵列和可定制的单掩模层。
eASIC在2006年推出90nm的结构化ASIC产品Nextreme。与其他结构化ASIC不同之处在于，只要用单一过孔层就可实现各种设计电路的定制。对所有的设计而言，从硅片到每层金属层都是通用的，唯一不同的是一层过孔Via6。 由于这一过孔层可直接用激光束打造，实现无掩模定制样片，处理时间快了10倍。因而无需NRE费用，样片时间缩短到4周。量产时也只要一层过孔掩模，所发生的费用很容易被消化。金属布线标准化和过孔可编程定制是eASIC在结构化ASIC上的独门突破性技术。在短短1年半时间内，eASIC 就完成了120多个项目设计。
令人惊讶的是，在90nm Nextreme ASIC产品快速成功的基础上，eASIC跳过了65nm直接奔向45nm，2008年8月4日发布了其45nm产品Nextreme-2，站在了当时业界的前列。
eASIC改良了查找表（LUT）的结构以进一步提供速度、降低功耗。摒弃了原有基于SRAM的查找表LUT结构，改用可编程过孔Via接地或者接Vcc来替代SRAM的输出。此外，还省去了LUT第一级的开关晶体管，如图所示。因此省掉了大量的晶体管。大大降低了静态泄漏，提高了开关速度，使效率达到了最高。在同样的工艺水平中， 泄漏可以减少12%，速度提高17%，面积减少40%。与前一代90nm产品相比，静态泄漏减少了50%，动态功耗降低70%，延迟缩短了45%。此外，通过过孔编程，切断芯片内部闲置的单元和存储器的供电，还采取时钟选通控制睡眠模式、动态功率管理。
Nextreme-2系列采用特许半导体的45nm低功耗工艺生产制造，其逻辑组织架构能够提供高达700 MHz的性能。与最新工艺的FPGA相比，由于结合了三重氧化层晶体管、45nm 低功耗工艺和 eASIC 专利的功率管理结构， Nextreme-2的功耗可以降低80%以上。
Nextreme-2系列拥有2000万个等效ASIC门，真双口RAM数量多达 30Mb。还嵌入了硬IP Core，包含多达56条 MGIO （多G比特输入输出口）。每条IO都能工作在6.5Gbps，总计提供364Gbps带宽。在高性能网络应用中，如交换机、路由器、流量管理、城域网传输设备和移动回程设备， 具备 MGIO （多G比特输入输出口）。简单的设计工具和设计流程 ，6周即可出硅片，没有最小定货量要求。
2014年，eASIC推出了28nm工艺的第四代eASIC平台——Nextreme-3系列。据介绍，Nextreme-3系列提供了类似ASIC的性能、功率和低单位成本，结合了FPGA的设计流程和快速交付原型设备。支持定制化设计的协同处理器/加速器解决方案应用于搜索、模式匹配、信号与图像处理、加密等应用。与45nm的Nextreme-2系列相比，Nextreme-3系列的性能将达到Nextreme-2的两倍，功耗只有后者的一半。
同年10月，eASIC还宣布华为将采用eASIC的Nextreme-3 28nm设备来满足传输网络产品更高的系统性能和成本削减需求。
随后，eASIC又推出了第五代eASIC平台，28nm的Nextreme-3s系列，该系列有一个优化的体系结构，对于逻辑、DSP或存储器密集型设计都是理想的。拥有多达5200万个等效ASIC门，高达124兆的真正双端口嵌入式存储器，并提供了使用28 Gbps和16 Gbps高速收发器的组合的大于1兆比特的带宽，相比FPGAs功耗降低了80%。eASIC称，Nextreme-3s系列为设计师提供了一个理想的解决方案，很好的解决了低功耗、高性能、上市时间和总体成本的问题。
如前所述，对所有的设计而言，eASIC的Nextreme系列从硅片到每层金属都是通用的，唯一不同的是一层过孔。封装也是预先确定好的。从前端设计、后端设计一直到芯片制造， eASIC的Nextreme系列平台是在成熟的EDA平台上采用最严格的设计规则开发出来的。因此设计工程师完全不必担心后端的问题，诸如可制造性设计DFM、可测试性设计DFT、光学邻近效应修正OPC、生产良率控制等都由eASIC负责处理。eASIC提供了一个经过严格验证和测试的平台。
资料显示，eASIC的客户包括华为、NEC、Seagate等等，eASIC为这些客户成功完成了原型芯片的设计和制造。迄今为止，客户记录基本都是一次成功。
显然，eASIC解决了ASIC设计复杂、费用高昂等障碍，降低了ASIC的进入门槛，同时解决了FPGA静态泄漏和高功耗。凭借其高性能、低功耗、低费用和快速上市时间等特点，未来有望在快速增长的定制化芯片市场上占据一席之地。
英特尔认为eASIC技术与FPGA相辅相成。英特尔可编程解决方案事业部门公司副总裁兼总经理Dan McNamara表示：“ 由于数据和云服务的爆炸式增长，我们看到了FPGA的最大采用率，而且我们认为与Xilinx（赛灵思）相比，这将为我们带来很多差异化。我们将能够提供端到端的生命周期来适应当今不断变化的工作负载和基础架构。市场上没有人能做到这一点。”
FPGA设计允许公司快速修改芯片架构，但它们也需要更大的功率。eASIC芯片效率更高，可以从一开始就快速配置（但不能修改）。“芯片编程不是在现场，而是在工厂完成的。在工厂完成对芯片编程的成本仍然高达数十万美元，但只需要几个月而非两年的时间就能完成。”
英特尔表示，在收购eASIC交易之后，将进一步增强可编程逻辑部门的实力，可为客户提供更多选择。如果客户对英特尔可编程芯片的定制方式有自己的偏好，该程序便可在工厂里融入芯片，从而在不增加太多成本的情况下更好地获得全定制芯片（标准ASIC芯片）的好处。
编辑：芯智讯-林子 综合自网络
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