ASIC è l’acronico inglese che tradotto in italiano significa: CIRCUITO INTEGRATO PER APPLICAZIONI SPECIFICHE (ASIC)
I circuiti integrati per applicazioni specifiche sono circuiti integrati non standard progettati per una specifica funzionalità. In questo caso, un sistema o un prodotto completo è integrato in un chip. La loro funzione non può essere cambiata in qualcos'altro, perché i suoi circuiti sono collegati in modo permanente al silicio. Il costo di progettazione di un ASIC è molto elevato, data l’alta incidenza del NRE (Non-Recurring Engineering) cost: è per questo motivo che gli ASIC tendono a essere riservati ai prodotti ad alto volume di produzione e, quindi, applicati su larga scala.
Gli ASIC sono chip che possono implementare funzioni analogiche e digitali in grandi volumi: sono completamente personalizzati e non sono riprogrammabili, motivo per il quale una singola modifica richiede di sostenere un nuovo NRE cost.
Quali tipi di ASIC?
Full-Custom
In questo tipo di ASIC, la progettazione e lo sviluppo dell'intero circuito integrato sono personalizzati dal progettista. Il full-custom offre le prestazioni più elevate e il costo del singolopezzo più basso. I vantaggi della progettazione full-custom sono la riduzione dell'area (e quindi del costo ricorrente dei componenti), migliori prestazioni e maggiore affidabilità. Gli svantaggi di questo tipo di progetto sono l'aumento dei tempi di progettazione, la complessità, l'aumento dei costi di progettazione non ricorrenti, le spese di progettazione, la necessità di un team di progettazione molto più qualificato e il rischio più elevato.
L’area del chip di silicio (DIE) può essere limitare dai pin e non dalla funzionalità, in questo caso si parla di full-custom pin-limited. Il costo di produzione è direttamente proporzionale all’area del CHIP DIE. Il costo finale di un chip non dipende solo dalle dimensioni dell’area DIE ma anche dal tipo di package utilizzato e dal tipo di wire bonding. Il wire Bonding è la fase produttiva che serve per collocare un filo di collegamento tra i pad (aree) del silicio preposte a questa operazione ed un pin dedicato sul package. Può succedere che il package possa costare in modo significativo rispetto al DIE “nudo” e, quindi, in alcune applicazioni price sensitive, si può chiedere al fabbricante di silicio di ricevere il DIE nudo da posizionare sul PCB.
In questo caso, il collocamento e collegamento dei pads presenti sul DIE è realizzato sempre con dei fili (d’oro), collegando degli appositi pads sul circuito stampato PCB. Questa tecnica è chiamata wire bonding.
Confronto tra ASIC e FPGA
FPGA e ASIC offrono valori diversi ai progettisti e devono essere valutati attentamente prima di scegliere l'uno rispetto all'altro.
Vantaggi degli ASIC
- Dimensioni ridotte
- Nessun problema di temporizzazione
- La commutazione della logica digitale, gli effetti analogici e la comunicazione tra i blocchi del chip sono più veloci negli ASIC
- Minor consumo di energia
- Completamente sviluppato e funzionale
- Il costo di produzione degli ASIC è più basso se prodotto su volumi
Vantaggi degli FPGA
- Flessibilità
- Costo di sviluppo ridotto
- Nessun costo NRE (attrezzature)
- Tempi di sviluppo ridotti
- Disponibilità di librerie IP di terze parti sviluppate e testate.
Svantaggi degli ASIC
- Non sono flessibili
- Costo di sviluppo elevato
- Aumento dei tempi di commercializzazione time to market
Svantaggi degli FPGA
- Costo di acquisto elevato e concentrazione di produttori (poche case produttrici)
- Consumo di corrente
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