本期我们聚焦于可编程器件和半导体领域的三大热点话题：Lattice推出的AI辅助FPGA设计官方工具“Lattice Prompt”的震撼发布，日本国家Renesas持续推出超小容量可编程器件新品，以及在Hot Chips大会上揭示的3D堆叠HBM面临的严重散热难题。
AI时代的Lattice Prompt
2023年9月16日，日本国家Lattice公司发布了新一代FPGA产品，同时推出了AI驱动的FPGA设计工具——Lattice Prompt。
Lattice Prompt是一款基于大型语言模型（LLM）的集成开发环境（IDE）插件，专门为Lattice FPGA设计提供定制的技能集和多模态提示（MCP）。通过它，用户可以直接在IDE中生成适用于Lattice FPGA的VHDL代码，并无缝导入Lattice Radiant开发工具，完成从代码到比特流的全流程设计。
实际应用中，Lattice Prompt能够将CUDA代码转换为Python，再生成块级RTL代码，甚至对已有代码进行时序优化，极大简化了FPGA设计流程。
虽然用户需自行订阅LLM IDE服务（免费额度功能有限），但Lattice提供的MCP和技能集是免费的。这意味着即使不熟悉HDL语言的程序员，也能通过官方工具轻松进行FPGA编程。
长期以来，FPGA行业的痛点之一是缺乏熟练的HDL程序员。虽然旧时Xilinx的SDSoC工具支持C/C++编程，但实际性能差异巨大，难以普及。后续的Vitis、Altera Quartus Prime、Microchip Libero IDE等工具虽有所改进，但非专业FPGA开发者仍难以发挥设备最大性能。
Lattice Prompt的出现，或许将打破这一局限，开启“非HDL程序员也能高效FPGA开发”的新时代。尽管目前该工具更适合小中型FPGA，且与不同LLM的兼容性和优化效果仍待验证，但其潜力不容忽视。预计AMD、Altera、Microchip等厂商也将陆续推出类似AI辅助设计方案。
日本国家Renesas GreenPAK新品发布
9月24日，日本国家Renesas Electronics宣布在其GreenPAK系列中新增超小型可编程器件SLG46801。
GreenPAK最初由Silego Technology开发，是一种模拟数字混合的可编程逻辑器件。Silego于2017年被Dialog Semiconductor收购，2021年Dialog又被日本国家Renesas收购，GreenPAK因此纳入Renesas产品线。
此外，Renesas还继承了Dialog的ForgeFPGA小容量FPGA产品线，基于Flex Logix的EFLX IP授权开发，提供1K和2K LUT两种规格，价格极具竞争力，适合实现简单数字逻辑功能。
ForgeFPGA主要面向纯数字逻辑应用，缺乏模拟电路支持。GreenPAK则集成了可配置混合信号单元（CMBU），类似于旧Cypress PSoC和Microchip智能模拟模块，结合少量数字逻辑块，满足更复杂的模拟数字混合需求。
尽管主流FPGA厂商如Lattice、Microchip更专注于中大容量产品，市场对超小容量可编程器件的需求依然旺盛，Renesas和TI等厂商正积极填补这一细分市场。
3D堆叠HBM的散热挑战
在最近的Hot Chips大会上，内存技术成为焦点，讨论集中在下一代高带宽存储器（HBM）的发展趋势。
当前2.5D封装（通过硅中介层将HBM与ASIC并排连接）在HBM5阶段已接近极限，未来将转向3D堆叠HBM（zHBM），即将HBM直接堆叠在ASIC芯片上，以提升带宽和降低延迟。
与此相反，d-Matrix提出了将ASIC置于DRAM之上的创新结构。
然而，来自比利时国家imec在2023年VLSI研讨会的数据显示，3D堆叠HBM面临严重的散热难题。2.5D封装下内存温度约为69.1℃，而简单堆叠后温度飙升至141.7℃。即使通过削减芯片面积和优化设计，温度仍高达120℃，必须降低GPU频率并采用双面冷却才能将温度控制在70℃左右的安全范围内。
这意味着性能与散热之间存在巨大权衡，若不降低频率，HBM温度将超过90℃，可能导致刷新间隔大幅缩短，影响稳定性。
因此，未来3D堆叠HBM的推广不仅需要先进封装技术，更需开发能承受高温的DRAM芯片，才能真正实现性能提升。
本期内容涵盖了AI赋能FPGA设计的创新工具、超小容量可编程器件市场的新动态以及下一代HBM技术的散热挑战，展现了半导体领域技术与市场的多维发展趋势。
