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广义而言,可编程ASIC 芯片可分为FPGA 芯片和PLD 芯片。在实际生产过程中,将FPGA 芯片列为不同于ASIC 芯片的研究机构和企业数量不断增加,故本报告仅将PLD(Programmable Logic Device)视为可编程ASIC 芯片子类别。PLD 亦称可编程逻辑器件,在结构上包括基础逻辑单元矩阵、触发器、锁存器等,其互连部分作为单个模块存在。设计人员通过对PLD 进行编程以满足部分定制应用程序需求。
晶体管发明并大量生产之后,各式固态半导体组件如二极管、晶体管等大量使用,取代了真空管在电路中的功能与角色。到了20世纪中后期半导体制造技术进步,使得集成电路成为可能。
根据定制程度不同,ASIC 芯片可被分为全定制ASIC 芯片、半定制ASIC 芯片及可编程ASIC芯片。全定制ASIC 芯片是定制程度高的芯片之一,研发人员基于不同电路结构设计针对不同功能的逻辑单元,于芯片板搭建模拟电路、存储单元、机械结构。逻辑单元之间由掩模版连接,ASIC 芯片掩模版也具备高度定制化特点。全定制化ASIC 芯片设计成本较高,平均每单位芯片模块设计时间超过9 周。该类芯片通常用于高级应用程序。
能耗优势:ASIC 芯片单位算力能耗相对CPU、GPU、FPGA 较低,如GPU 每算力平均约消耗0.4 瓦电力,ASIC 单位算力平均消耗约0.2 瓦电力,更能满足新型智能家电对能耗的限制。 集成优势:因采用定制化设计,ASIC 芯片系统、电路、工艺高度一体化,有助于客户获得高性能集成电路。价格优势:受到体积小、运行速度高、功耗低等特点影响,ASIC 芯片价格远低于CPU、GPU、FPGA 芯片。当前市场ASIC 芯片平均价格约为3 美元,远期若达到量产规模,ASIC 芯片价格有望保持持续下降态势。
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