現場可編程閘陣列(FPGA)大廠賽靈思(Xilinx)近日發表一款針對晶片仿真(Emulation)、原型(Prototype)與測試儀器等應用而開發的超高容量FPGA晶片Virtex UltraScale+ VU19P。這款堪稱巨無霸的FPGA雖僅使用台積電16nm製程生產，卻擁有350億顆電晶體、2,072個使用者I/O及900萬個邏輯單元(Logic Element)。用相對成熟製程打破FPGA密度紀錄的關鍵，在於賽靈思使用Chiplet設計理念，藉由CoWoS技術將4枚Chiplet拼接成一顆元件。
賽靈思Virtex UltraScale+系列資深產品線經理Mike Thompson指出，現在市面上所有最尖端的晶片，在投片量產前，都需要用FPGA晶片進行仿真與原型。雖然這個市場看似不大，但卻保持穩定成長，且相關客戶對FPGA的邏輯單元容量、I/O數量要求持續增加，因此該公司決定針對這類客戶需求，打造出VU19P。它是一款為晶片開發商打造的晶片。
除了硬體技術之外，賽靈思還提供第三代開發平台VIVADO，為使用者提供對應的工具鏈和IP支援，讓晶片製造商在取得晶片樣本前就能展開軟體開發，加速產品上市時程。
賽靈思表示，該公司是全球三代最大容量FPGA記錄的保持者–第一代是2011年的Virtex-7 2000T，第二代是2015年的Virtex UltraScale VU440，第三代是這次發表的Virtex UltraScale+ VU19P。相較於UltraScale VU440，新一代VU19P的容量增加了1.6倍，同時也讓系統功耗降低60%。VU19P的I/O介面數量和頻寬也是前代產品的1.4倍，方便用戶進行晶片設計驗證。VU19P還擁有80個28G收發器，能應用在高埠數的測設設備，並支援最新的介面標準驗證，如PCIe Gen4等。
Thompson表示，這類專為晶片設計仿真跟原型開發所設計的FPGA，主要的目標客群有四，除了前面提到的測試儀器外，還有新思(Synopsys)、益華(Cadence)、明導(Mentor)等提供仿真系統(Emulator)的EDA工具商；眾多自行開發ASIC的系統廠也是潛在客群，且這類客戶之中，有很多同時也是雲端服務供應商，隨著EDA工具上雲端的趨勢不斷發酵，來自雲端平台業者的訂單，相當值得期待。
VU19P巨大的外觀尺寸，讓人很難不多看幾眼，並對這款FPGA的價格產生好奇心。因為裸晶的尺寸越大，生產良率越低，成本也越高。但仔細觀察該元件，卻可以發現這款尺寸驚人的FPGA，實際上是由4枚裸晶拼接組成，顯然使用了台積電獨家的CoWoS技術。
Thompson表示，該晶片從設計到試產的過程其實非常順利，關鍵原因有二，一是使用相對成熟的16nm製程，二是利用堆疊式矽晶互連(Stacked Silicon Interconnect, SSI)，也就是台積電所稱的CoWoS封裝技術，把4枚裸晶整合成一顆元件。這兩個因素對於提升良率跟元件的可量產性，發揮了極大助益。
VU19P預計在2020年秋季正式量產，工程樣品則可望在2019年下半提供給客戶評估。
