Schwerpunkte

Neue FPGA-Architektur

Gegen die Großen im Markt

27. April 2020, 09:18 Uhr   |  Iris Stroh

Gegen die Großen im Markt
© Cologne Chip

Deutsche Halbleiterhersteller sind eher selten. Jetzt kommt das deutsche Unternehmen Cologne Chip auch noch mit FPGAs auf den Markt. Daran sind früher schon diverse amerikanische Unternehmen gescheitert. Dr. Michael Gude, CEO von Cologne Chip, kennt viele gute Gründe, die für einen Erfolg sprechen.

Die GateMate-FPGA-Familie von Cologne Chip umfasst FPGAs mit kleiner und mittelgroßer Komplexität, die laut Unternehmensangabe alle Anforderungen gängiger Anwendungen erfüllen kann. So soll die programmierbare Logik in Low-Power- bis High-Speed-Anwendungen genutzt werden können, und das über mehr oder minder alle Anwendungsbereiche hinweg, einschließlich industrielle Applikationen, Kommunikation, Security, Automotive, IoT, Lighting, KI, Automatisierungstechnik.
Die Grundstruktur der FPGAs umfasst die sogenannten Cologne Programmable Elements (CPEs), die über eine Routing-Struktur mit der Größe von 132 × 164 Switchboxen verbunden sind. Dazu kommen noch Funktionsblöcke wie JTAG- und SerDes-Schnittstellen, PLLs, GPIOs und Dual-Ported SRAM.

Cologne Chip gibt folgende Eigenschaften/Funktionsblöcke für die GateMate-FPGAs an:

  • drei verschiedene Betriebsmodi: Low Power, Economy, Speed.
  • eine einzige Stromversorgung für den FPGA-Core
  • individuelle Stromversorgungen für jede GPIO-Bank
  • 9 GPIO-Bänke mit 162 GPIOs als Single-Ended-GPIOs oder 81 LVDS-Signalpaaren (jeder GPIO kann individuell konfiguriert werden)
  • 20.480 LUT-Logik-Bäume mit acht Eingängen oder 40.960 LUT-Logik-Bäume mit vier Eingängen
  • 40.960 Latches/Flip-Flops innerhalb der programmierbaren Elemente
  • 4 Flip-Flops pro GPIO-Pin für die Synchronisierung von Ein- und Ausgang
  • jedes programmierbare Element kann als eine der folgenden Funktionen konfiguriert werden: 1-bit-Addierer, 2-bit-Addierer oder 2×2-bit-Multiplizierer
  • 1280 kbit Dual-Port-SRAM aufgeteilt in 32 SRAM-Blöcke mit variabler Datenbreite
  • einfacher und echter Dual-Port-Modus, FIFO-Controller, Adressweitergabe für jeden SRAM-Block wählbar
  • vier programmierbare PLLs
  • mehrere FPGAs über denselben Flash-Speicher konfigurierbar
  • FBGA-Gehäuse (0,8 mm Fine-Pitch) mit 320 Anschlüssen.
Gude_Michael_Dr.
© Cologne Chip

Dr. Michael Gude, Cologne Chip: »GateMate zeichnet sich nicht nur durch die geringsten spezifischen Kosten und durch technische Besonderheiten aus, die FPGAs werden auch noch in der GlobalFoundries-Fabrik 1 in Dresden gefertigt. So wird das Risiko von Handelsbeschränkungen oder hohen Zöllen mit GateMate-FPGAs ebenfalls minimiert.«

Reüssieren im FPGA-Markt – ist das überhaupt möglich?

Ein Blick zurück zeigt, dass sich das Bild im FPGA-Markt in den letzten Jahrzehnten nicht groß geändert hat. Es gab/gibt zwei Platzhirsche – Intel (durch die Übernahme von Altera) und Xilinx. Daneben tummeln sich ein paar kleinere Anbieter, wobei deren Marktanteil im Laufe der letzten Jahre auch noch geschrumpft ist. Kamen Altera und Xilinx im Jahr 1996 zusammen noch auf knapp 60 Prozent des FPGA-Marktes, entfielen 2015 auf Intel und Xilinx schon knapp 90 Prozent. Nur bei den kleineren Playern hat sich einiges getan: Waren 1996 noch Unternehmen wie AMD, Lucent oder Actel als FPGA-Anbieter tätig, sind es 2015 Microsemi (durch die Übernahme von Actel, mittlerweile gehört Microsemi zu Microchip) und Lattice; am unteren Ende fast ohne Marktbedeutung kommt noch QuickLogic. Und auch heute dominieren Xilinx und Intel den FPGA-Markt; daneben gibt es noch die bereits 2015 aktiven Unternehmen plus ein paar Neueinsteiger (manche sind auch schon über zehn Jahre auf dem Markt) wie Achronix, Efinix oder Gowin Semiconductor (chinesischer Anbieter).

Platzhirsche: gestern, heute und morgen?

Als Achronix auf den Markt kam und man damals die etablierten Player fragte, inwieweit der Neuling als Bedrohung empfunden wird, haben alle abgewiegelt. Damals hat John East, President und CEO von Actel, stellvertretend für die Branche erklärt: »Die Herausforderungen für ein neues Unternehmen beim Eintritt in das von starkem Wettbewerb geprägte FPGA-Umfeld sind wesentlich komplexer als nur Software Tools. Die meisten Venture-Capital-Unternehmen sind ungeduldig, wenn es um einen Ertrag aus ihren Investitionen geht, und der Weg zum Erfolg ist weit und teuer in diesem Markt. Oft kommt es vor, dass die finanziellen Mittel bereits aufgebraucht sind, bevor ein neues Unternehmen überhaupt eigene Silizium- und Software-Designzyklen durchlaufen hat und die Entwicklungszyklen von den Kunden ebenfalls abgeschlossen sind. Dies ist der Grund, warum es seit Actel, das Mitte der 80er-Jahre gegründet wurde, keinen erfolgreichen Startup bei FPGAs mehr gegeben hat.«

Achronix zeigt, dass East nicht Recht hatte. Das Unternehmen konnte 2017 ein Umsatzwachstum von 700 Prozent und einen Umsatz von mehr als 100 Mio. Dollar einfahren. Für Achronix sicherlich ein beachtlicher Erfolg, allerdings ändert das nichts am Gesamtbild, denn Xilinx erzielte damals knapp 2,5 Mrd. Dollar und Intel PSG (Programmable Solutions Group, sprich: Altera) kam auf rund 1,8 Mrd. Dollar.
Wieso glaubt das deutsche Unternehmen Cologne Chip, sich in diesem Markt behaupten zu können? Gude: »Wir haben seit 25 Jahren Erfahrung im weltweiten Chip-Business. Dabei haben wir uns durch bessere Technologie, sehr attraktive Preise, schnelle Verfügbarkeit der Chips und einen exzellenten Support weltweit einen guten Namen gemacht. Durch die geringe Unternehmensgröße, ein hochmotiviertes Team und unsere Liebe, Dinge zu Ende zu denken, konnten wir auch gegen internationale Konzerne erfolgreich sein.«

Cologne Chip ist es gewohnt, gegen die Großen bestehen zu müssen. Gude fährt fort: »Cologne Chip hat mit ISDN-Chips angefangen. Von uns stammte die erste Ein-Chip-Lösung für ISDN-PC-Karten, sowohl für ISA als auch für PCI. Auch die erste Ein-Chip-Lösung für ISDN am USB kam von uns. Das heißt, dass wir von Anfang an, d.h. seit etwa 1995, technologisch führend waren und uns am Markt auch gegen große Mitbewerber wie Siemens, Infineon, Lantiq und Intel behaupten konnten.«
Auch andere glauben an den Erfolg von Cologne Chip. Das zeigt die Tatsache, dass das Unternehmen im Rahmen des Programms „IPCEI Mikroelektronik“ (IPCEI: Important Project of Common European Interest) Ende 2019 zu den Unternehmen gehörte, das die ersten Fördermittel vom BMWi erhalten hat. Im Rahmen des IPCEI investiert die Bundesregierung insgesamt 1 Mrd. Euro in die Erforschung und Entwicklung innovativer mikroelektronischer Anwendungen.

Seite 1 von 2

1. Gegen die Großen im Markt
2. Handfeste technische Vorteile

Auf Facebook teilenAuf Twitter teilenAuf Linkedin teilenVia Mail teilen

Das könnte Sie auch interessieren

»Wir haben unsere Lektionen gelernt«
Mixed Mode ist im Xilinx-Partnerprogramm
Partielle Rekonfiguration spart Platz, Gewicht und Leistung
Schneller zu stromsparenden Embedded-Vision-Produkten
SmartNIC mit FPGA
Auf Rechenleistung und Vernetzung getrimmt

Verwandte Artikel

Cologne Chip AG