QuickLogic：从低功耗 FPGA 到 eFPGA IP 与抗辐照可编程芯片
QuickLogic Corporation 是一家美国 FPGA 和可编程逻辑技术公司，成立于 1988 年，总部位于美国加利福尼亚州圣何塞，股票在纳斯达克交易，代码为 QUIK。
QuickLogic 是一家 Fabless 半导体公司，也就是自己主要负责芯片架构、逻辑设计和软件工具，而芯片制造交给晶圆代工厂完成。
与 AMD/Xilinx、Altera 等主要销售大型通用 FPGA 的厂商不同，今天 QuickLogic 的业务重点已经明显转向 eFPGA Hard IP、特殊用途独立 FPGA、FPGA SoC、抗辐照 FPGA 以及定制 FPGA。
QuickLogic 是 FPGA 行业历史比较长的一家公司。
它虽然今天的市场规模远小于 AMD/Xilinx 和 Altera，但其发展路线很有特点：
过去重点开发小尺寸、低功耗 FPGA。后来又把 FPGA 逻辑直接集成进入 SoC，逐渐形成现在以 Embedded FPGA，也就是 eFPGA 为核心的技术路线。
QuickLogic 官方表示，其可编程逻辑技术已经累计出货约 5000 万颗器件，完成超过 20 次量产 FPGA Tape-out，并服务过约 2000 家客户。
什么是 FPGA？
FPGA 是 Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列的缩写。
普通 CPU、GPU 或 MCU 在制造完成以后，内部计算单元和数据通路基本已经固定。
软件可以改变 CPU 执行什么程序，但是通常不能重新组织 CPU 内部的晶体管，让它变成另一套数字电路。FPGA 则不同。
工程师可以使用 Verilog、VHDL 或 SystemVerilog 等硬件描述语言定义数字电路，然后通过 FPGA 开发软件把这些设计转换成配置数据。
加载新的 Bitstream 以后，FPGA 内部的 LUT、寄存器、RAM、DSP 和互连结构就可以重新配置。
因此，同一颗 FPGA 今天可以做通信接口，明天重新配置以后可以做视频处理、电机控制或者数字信号处理。
QuickLogic 最大的特点：eFPGA
今天介绍 QuickLogic，最重要的技术并不是某一颗传统 FPGA 芯片，而是 eFPGA，Embedded FPGA，也就是嵌入式 FPGA。
传统 FPGA 是一颗独立芯片。
CPU、MCU、ASIC 或 SoC 如果需要 FPGA，就必须通过 PCB 上的线路连接外部 FPGA。
eFPGA 的思路完全不同：直接把 FPGA 的可编程逻辑阵列作为一个 IP Block，放进客户自己的 ASIC 或 SoC 芯片内部。
这样，一颗原本固定功能的 ASIC 就可以保留一部分“制造完成以后仍然可以重新配置”的硬件资源。
这就是 QuickLogic 今天最重要的市场定位之一。
为什么 ASIC 里面还需要 FPGA？
ASIC 是 Application-Specific Integrated Circuit，专用集成电路。
ASIC 最大的优势是效率高、性能好、功耗低，但是它也有一个明显问题：芯片制造出来以后，硬件基本就固定了。
假设一家企业设计了一颗价值数千万美元的 SoC。
芯片 Tape-out 以后突然发现某个接口协议需要修改，或者客户提出一种新功能，如果这些功能完全使用固定 ASIC 电路实现，就可能需要重新设计和 Tape-out。
一次先进工艺芯片重新 Tape-out 的成本可能非常高。
如果 SoC 内部预先集成了一小块 eFPGA，设计人员就可以通过重新配置 FPGA 逻辑修改部分硬件功能，而不必重新制造整个芯片。
因此 eFPGA 可以被用于接口升级、标准升级、硬件加速、客户定制、安全功能以及产品生命周期延长。
QuickLogic 目前正是把这种制造后仍然能够重新配置的能力作为 eFPGA 的主要价值。
eFPGA 与普通 FPGA 有什么区别？
普通 FPGA 是一颗完整独立芯片。
它拥有封装、电源、I/O、PLL、高速收发器以及完整 FPGA Fabric。
eFPGA 则只是 SoC 内部的一个可编程模块。
例如一家汽车芯片公司设计自己的 SoC，可以在芯片内部放入 ARM CPU、CAN 控制器、Ethernet、AI 加速器，然后再加入一块 QuickLogic eFPGA。
汽车厂商以后如果需要新增一种传感器接口，就可以修改 eFPGA，而不用改变 ARM CPU 和其他固定硬件。
所以 eFPGA 并不是要完全取代独立 FPGA。
它解决的是另一个问题：让 ASIC 自己拥有一部分 FPGA 的灵活性。
QuickLogic 是 eFPGA 的早期探索者
QuickLogic 在 eFPGA 方面的历史很早。
公司资料显示，1999 年 QuickLogic 已经开发将 FPGA 可编程逻辑与硬化 ASIC Block 结合的 QuickPCI 产品；后来又继续开发多种 FPGA SoC，并在 EOS S3 中将 ARM MCU 与 eFPGA 集成。
2016 年，公司推出 ArcticPro eFPGA，并进一步把 eFPGA 发展成可以授权给其他芯片公司的 IP。
今天 QuickLogic 的商业模式已经越来越像“FPGA IP 厂商”：客户不一定购买 QuickLogic 制造好的 FPGA，而是可以购买一块 QuickLogic FPGA 架构，把它直接放进自己的芯片。
Australis：自动生成定制 eFPGA
QuickLogic eFPGA 技术中一个非常关键的工具叫 Australis。
Australis 是 QuickLogic 开发的 eFPGA Hard IP Generator，也就是 eFPGA 硬核 IP 自动生成工具。
传统 eFPGA 有一个问题：每个客户需要的 FPGA 都不同。
有的客户需要大量 LUT。
有的需要大量 DSP。
有的需要大量 Block RAM。
有的芯片只需要一个很小的可编程区域。
如果每个客户的 FPGA 都由工程师从头设计，开发时间和成本都会非常高。
Australis 的目的就是把这个过程自动化。
Australis 可以定制什么？
客户可以按照自己的需求决定 eFPGA 中有多少 LUT6、BRAM、DSP、Routing Channel，甚至可以调整不同资源在 FPGA 阵列中的排列方式。
例如：
一颗工业控制芯片可能需要大量普通逻辑，但几乎不需要 DSP。
一颗 AI 或数字信号处理芯片可能需要更多乘法器和 DSP。
一颗数据缓存设备则可能需要更多 BRAM。
QuickLogic 可以使用 Australis 针对这些应用产生不同 FPGA Fabric，而不是给所有客户提供完全相同的一块 FPGA。
这种模式可以称为 Mass Customization，也就是规模化定制 FPGA IP。
LUT、BRAM 和 DSP 是什么？
LUT，Lookup Table，也就是查找表，是 FPGA 中实现组合逻辑的重要基础资源。
AND、OR、XOR、多路选择器和许多更加复杂的逻辑最终都可以映射到 LUT。
BRAM，Block RAM，是 FPGA 芯片内部的专用存储器，可以用于 FIFO、缓存、图像行缓存以及算法中间数据。
DSP Block 则是专门进行乘法、加法和累加的硬件计算单元。
图像处理、FFT、数字滤波、矩阵乘法和神经网络都会大量使用 DSP。
因此不同应用需要的 LUT、BRAM 和 DSP 比例完全不同。
QuickLogic 的 eFPGA 思路就是不要强迫客户购买固定比例的资源，而是尽量根据 SoC 的实际任务定制。
支持从成熟工艺到 Intel 18A
QuickLogic eFPGA 的另一个特点，是可以针对不同晶圆厂和工艺节点产生不同版本。
QuickLogic 目前公开列出的工艺经验覆盖 0.35μm、0.25μm、180nm、130nm、90nm、65nm、40nm、28nm、22nm、16nm、12nm、6/7nm，一直到 Intel 18A。
合作或支持的晶圆制造平台包括 Intel Foundry、GlobalFoundries、TSMC、UMC、Samsung、SkyWater、Tower Semiconductor 和 Honeywell 等。
这里非常重要的一点是：
eFPGA 并不是一个可以不加修改地从 65nm 复制到 7nm 的软件模块。
它最终必须变成真正的晶体管、标准单元、布线和 GDS 版图，因此必须针对具体晶圆厂和工艺进行实现和验证。
什么是 Hard IP？
QuickLogic 特别强调 eFPGA Hard IP。
Hard IP 与普通 RTL Soft IP 不同。
Soft IP 通常是一段 Verilog 或 VHDL 代码，客户把它拿到自己的芯片设计中以后，还需要重新综合、布局和布线。
Hard IP 则已经完成了物理设计，具有确定的面积、引脚位置、时序和功耗模型，可以像一个已经准备好的硬件模块一样放入 SoC Floorplan 中。
对于复杂 FPGA Fabric 来说，Hard IP 可以降低后端设计和时序收敛风险。
Aurora：QuickLogic 的 FPGA 开发软件
芯片有了 FPGA Fabric 以后，客户仍然需要软件把 Verilog 或 VHDL 转换成 Bitstream。
QuickLogic 的主要开发环境叫 Aurora FPGA User Tools。
Aurora 可以完成 FPGA 开发需要的综合、布局布线、时序分析、功耗分析和 Bitstream 生成。
当前 Aurora 还提供图形界面和命令行工具，并支持 Windows 和主流 Linux 发行版。
从功能上说，它相当于 QuickLogic 世界里的 Vivado 或 Quartus。
QuickLogic 与开源 FPGA 工具
QuickLogic 在软件方面一个很特别的地方，是长期积极采用开源 FPGA 工具。
Aurora 标准版可以使用 Yosys 进行 RTL 综合，并结合开源 FPGA 工具完成 RTL 到 Bitstream 的开发流程。
QuickLogic 的 Aurora Pro 则可以选择 Synopsys Synplify 作为前端综合器。
QuickLogic 过去还公开支持 Yosys、VPR、OpenFPGA、F4PGA、Zephyr、FreeRTOS 等开源项目。
这一点与传统 FPGA 厂商大量依赖完全封闭专有软件的路线有所不同。
PolarPro 3：QuickLogic 的小型 SRAM FPGA
QuickLogic 仍然拥有传统独立 FPGA 产品。
其中比较有代表性的产品之一是 PolarPro 3。
PolarPro 3 是一款小型、低功耗 SRAM FPGA，主要面向移动设备、消费电子和 IoT 等需要少量可编程逻辑的应用。
目前官方列出的 PolarPro 3 器件拥有 1,019 个 Logic Cells 和 73,728 bit RAM，待机功耗约 55μA，并提供小到约 2.09mm × 2.54mm 的 WLCSP 封装。
QuickLogic 并不是要使用 PolarPro 3 建造大型 AI 加速卡，而是让一个极小的芯片完成接口转换、控制和简单定制逻辑。
什么是 SRAM FPGA？
SRAM 断电以后数据会消失，因此 FPGA 每次重新上电时通常需要重新加载 Bitstream。
它的优点是可以反复重新配置，非常灵活。
AMD/Xilinx 和 Altera 的大量传统 FPGA 都属于这种路线。
PolarPro 3 同样是一款可重新配置的 SRAM FPGA。
QuickLogic 还有 Antifuse FPGA
QuickLogic 还有另一类很有特点的产品：Antifuse FPGA，也就是反熔丝 FPGA。
Antifuse 与 SRAM FPGA 的工作方式完全不同。
SRAM FPGA 可以反复修改配置，而 Antifuse FPGA 在编程以后会形成永久的物理连接。
因此它基本属于一次编程、永久保持。
QuickLogic 的 PolarPro 等 Antifuse 产品属于非易失性器件，上电立即工作，不需要从外部 Flash 加载 FPGA 配置。
为什么还需要一次性 FPGA？
听起来只能编程一次似乎是缺点，但在某些场景反而是优势。
首先，它可以 Instant-On，也就是上电立即工作。
其次，它不需要外部配置 Flash。
另外，配置不是简单保存在外部存储器中，因此在一些安全和高可靠应用中具有价值。
QuickLogic 目前仍把 Antifuse FPGA 用于工业、航空航天、军用以及需要快速启动和较高设计安全性的系统。
PolarPro 系列
QuickLogic PolarPro Antifuse FPGA 覆盖不同逻辑规模。
官方目前列出的 PolarPro 产品从大约 512 个 Logic Cells 一直到 7,680 个 Logic Cells，并提供片上 RAM、FIFO 和不同数量 I/O。
从今天大型 FPGA 的标准来看，这些容量并不大。
但这也说明 QuickLogic 的传统产品定位一直不是与大型数据中心 FPGA 正面竞争，而是偏向小型、低功耗、控制、接口和特殊环境应用。
EOS S3：ARM Cortex-M4F + eFPGA
QuickLogic 还开发了一款非常有代表性的 FPGA SoC：EOS S3。
EOS S3 把 ARM Cortex-M4F MCU 与 eFPGA 集成在同一颗芯片中。
CPU 可以运行普通嵌入式软件，而 FPGA 可以承担实时并行逻辑和特殊硬件接口。
QuickLogic 官方把 EOS S3 定位为低功耗 FPGA MCU，并提供 Zephyr、FreeRTOS 以及 F4PGA 等开发工具支持。
这与后来越来越常见的“CPU + FPGA”异构芯片思路非常接近。
Qomu：USB 大小的 FPGA + MCU 开发板
QuickLogic 还推出过很有意思的 Qomu 开发板。
Qomu 可以直接插入电脑 USB Type-A 接口，核心同样是 EOS S3。
它拥有 80MHz ARM Cortex-M4F、2,400 个 FPGA Logic Cells、64Kbit RAM 和 16 通道 DMA，并支持 Zephyr、FreeRTOS 和其他开源开发工具。
对于学习嵌入式 FPGA 和 CPU + FPGA 系统来说，这种产品非常有特色。
QuickFeather 开发板
另一款代表性开发板是 QuickFeather Lite。
QuickFeather 采用 Adafruit Feather 类似的紧凑尺寸，同样基于 EOS S3，并配备 Flash、加速度传感器和数字麦克风。
QuickLogic 把 QuickFeather 定位于低功耗 IoT、TinyML、可穿戴设备和 Edge AI 开发，同时大量采用开源硬件和软件工具。
QuickLogic 与 Edge AI
QuickLogic 曾经非常积极地发展 Endpoint AI 和 TinyML。
2019 年 QuickLogic 收购了 SensiML，SensiML 提供从传感器数据采集、特征工程到机器学习模型生成的一整套工具，希望把低功耗 MCU、FPGA 与 TinyML 结合。
不过这条战略后来发生了变化。
根据 QuickLogic 2026 年提交的财务文件，公司已经在 2025 年第一季度停止 SensiML 的运营，并探索出售 SensiML 或相关资产。
QuickLogic 当前的战略重点重新集中到 eFPGA Hard IP、抗辐照 FPGA、特殊用途 FPGA 和可编程逻辑业务。
因此今天介绍 QuickLogic 时，不应该再简单把它定义成一家“TinyML 公司”。
抗辐照 eFPGA
QuickLogic 当前一个越来越重要的市场是 Radiation-Hardened，也就是抗辐照 FPGA。
普通半导体进入太空以后，会受到高能粒子和宇宙射线影响。
这些粒子可能使存储器中的某个位从零翻转成一，或者从一翻转成零。
这种现象称为 SEU，Single Event Upset，单粒子翻转。
对于普通消费电子产品，一次偶发错误可能只需要重启。
但是在卫星、航天器、导弹、通信和其他关键任务系统中，一个错误就可能产生严重后果。
RHBD 是什么？
QuickLogic 可以使用 RHBD，Radiation Hardened By Design，也就是通过设计实现抗辐照的标准单元库产生 eFPGA Hard IP。
这样 FPGA Fabric 在设计阶段就针对辐射环境采取特殊结构，而不是简单把普通商业 FPGA 拿去太空使用。
QuickLogic 目前明确把航空航天、国防和关键基础设施作为其重要战略市场。
这也是 QuickLogic 与很多普通低成本 FPGA 厂商非常明显的区别。
2026 年的新型大型 FPGA 项目
QuickLogic 并没有停止开发独立 FPGA。
2026 年 5 月，公司宣布获得一份最高约 270 万美元的 FPGA Hard IP 合同，用于开发一款新的大型独立 FPGA，计划采用 GlobalFoundries 12LP 工艺，并安排在 2026 年 Tape-out。
QuickLogic 当时表示相关测试芯片还计划用于新的 Evaluation Kit。
这里的 Tape-out 是芯片设计完成并正式提交晶圆厂制造的重要节点。
这说明 QuickLogic 当前虽然以 eFPGA IP 为重点，但仍然继续投资特殊用途独立 FPGA。
从独立 FPGA 到 FPGA Chiplet
QuickLogic 另一个很值得关注的发展方向是 FPGA Chiplet。
Chiplet 可以理解为把原来一颗巨大的 SoC 拆成多个较小芯片，再通过先进封装把它们连接在一起。
例如一个系统可以包含：
CPU Chiplet。
AI Chiplet。
I/O Chiplet。
FPGA Chiplet。
客户如果需要更多 FPGA 资源，就增加 FPGA Chiplet，而不是重新设计整颗 SoC。
UCIe 与 Chiplet
QuickLogic 正与 Yorchip 等合作发展 FPGA Chiplet，其方案支持包括 UCIe 和 BOW 在内的 Chiplet 互连方式，并允许客户根据需要决定 FPGA Chiplet 中 LUT、BRAM 和 DSP 的数量。
UCIe 是 Universal Chiplet Interconnect Express。
它试图为不同厂商的 Chiplet 建立一种标准化高速互连方式。
如果未来 UCIe 生态成熟，那么 FPGA 可能不一定直接集成在 SoC 中，也可以作为独立 Chiplet 与 CPU、NPU 或 DPU 放在同一个封装内部。
eFPGA 与 Chiplet 有什么区别？
eFPGA 是直接集成在 SoC Die 内部。
FPGA Chiplet 则是一颗单独的小芯片，只不过它与 CPU 等芯片放在同一个高级封装中。
两种方式各有优势。
eFPGA 延迟更低、集成程度更高。
Chiplet 则更灵活，可以复用已经制造好的 FPGA Die，而且不同芯片可以使用不同工艺制造。
例如 CPU 可以采用先进工艺，FPGA Chiplet 则可以采用更加便宜的成熟工艺。
QuickLogic 当前的主要市场
QuickLogic 今天的市场重点已经与十年前明显不同。
当前公司主要强调 航空航天、国防、关键基础设施、工业系统、计算平台、数据处理、特殊环境和定制 SoC。
这些市场的共同特点不是单纯追求最大的 FPGA。
它们更重视：长期供货，硬件安全，低功耗，可靠性，抗辐照，可重新配置，定制化 以及在十几年甚至几十年产品生命周期内继续获得软件工具支持。
为什么开源工具对长期项目重要？
对于普通消费产品来说，三五年可能已经是很长的生命周期。
但是航空航天、工业和基础设施设备可能运行二十年以上。
如果 FPGA 完全依赖某个封闭的软件版本，而厂商后来停止支持，维护旧设备会非常困难。
QuickLogic 因此把开放 FPGA 工具作为长期支持战略的一部分。
2026 年公司进一步强调，标准 Aurora 工具链使用 Yosys 等开放源代码组件，使客户能够保留工具代码并长期重新生成 Bitstream，而 Aurora Pro 则为需要商业综合工具的客户提供 Synopsys Synplify 选择。
这种模式对国防、航空航天和长期工业项目尤其有吸引力。
QuickLogic 与 AMD/Xilinx 的区别
AMD/Xilinx 的 FPGA 产品覆盖从嵌入式到数据中心的大量市场，并拥有非常大型的 FPGA、SerDes、PCIe、高带宽存储器和完整 SoC 产品。
QuickLogic 今天并不试图建立一套同样庞大的通用 FPGA 产品线。
它更加重视 小型和特殊用途 FPGA、eFPGA Hard IP、定制 FPGA、抗辐照 FPGA 以及 Chiplet。
简单来说：
AMD/Xilinx 更像“给客户卖一颗强大的标准 FPGA”。
QuickLogic 越来越像“帮客户把 FPGA 技术放进自己的芯片”。
QuickLogic 与 Lattice Semiconductor 的区别
QuickLogic 与 Lattice 在历史上都比较重视小型、低功耗 FPGA。
但今天两家的路线已经有明显区别。
Lattice 仍然拥有比较完整的通用低功耗 FPGA 产品家族，广泛用于工业、通信、服务器和消费电子。
QuickLogic 则进一步把资源集中到 eFPGA IP、特殊用途 FPGA、航空航天和定制芯片方向。
所以虽然两家公司都可以被归入 FPGA 厂商，但今天的商业模式已经明显不同。
QuickLogic 与 Efinix 的区别
Efinix 主要销售自己的 Trion、Titanium、Topaz 等独立 FPGA，同时积极进入 Edge AI、机器视觉和 RISC-V 市场。
QuickLogic 当前则更加突出 eFPGA IP。
Efinix 的典型客户会说：“我要买一颗 Efinix FPGA 放到 PCB 上。”
QuickLogic eFPGA 客户则可能说：“我要把 QuickLogic FPGA Fabric 放进我自己设计的 SoC 里面。”
这就是两家公司最核心的路线差异之一。
QuickLogic 公司信息
公司名称： QuickLogic Corporation。
成立时间： 1988 年。
总部： San Jose, California, United States。
股票代码： NASDAQ: QUIK。
公司类型： Fabless 半导体公司。
核心技术： FPGA、eFPGA Hard IP、Antifuse FPGA、SRAM FPGA、FPGA SoC、Radiation-Hardened FPGA、FPGA Chiplet 和 FPGA 开发软件。
代表性传统产品： PolarPro、PolarPro II、PolarPro 3、EOS S3、ArcticLink III 等。QuickLogic 2026 年年度报告仍将这些器件列入其 FPGA 产品组合。
核心 eFPGA 技术： Australis eFPGA Hard IP Generator。
主要 FPGA 开发工具： Aurora FPGA User Tools。
主要应用市场： 航空航天、国防、工业、关键基础设施、计算平台、嵌入式系统和定制 SoC。
总结
QuickLogic 是一家很有特点的老牌 FPGA 厂商。
它成立于 1988 年，过去开发过 PolarPro、PolarPro 3、ArcticLink 和 EOS S3 等小型、低功耗 FPGA 与 FPGA SoC，但今天公司的技术重点已经发生了明显变化。
QuickLogic 当前最值得关注的业务是 eFPGA Hard IP。
它并不要求客户一定购买 QuickLogic 的独立 FPGA，而是允许芯片公司直接把 FPGA Fabric 集成进入自己的 ASIC 或 SoC。
Australis 可以根据客户需要产生不同数量的 LUT、BRAM 和 DSP，并针对不同晶圆厂和工艺进行优化；
Aurora 则负责从 Verilog、VHDL 等 RTL 设计一直完成布局布线、时序分析和 Bitstream 生成。
同时，QuickLogic 又在向几个非常特殊的 FPGA 市场集中资源：抗辐照 FPGA、航空航天与国防 FPGA、定制独立 FPGA以及 FPGA Chiplet。
2026 年 QuickLogic 仍在推进 GlobalFoundries 12LP 新型独立 FPGA 项目，同时继续扩展 eFPGA 到从成熟工艺直到 Intel 18A 等不同制造节点。
因此，如果用一句话概括 QuickLogic 今天的位置，它已经不太像一家单纯依靠出售标准 FPGA 芯片竞争的公司，而更像一家提供“可嵌入、可定制、可长期维护的 FPGA 技术平台”的厂商。
这也是 QuickLogic 与 AMD/Xilinx、Altera、Lattice、Efinix 等传统 FPGA 厂商之间最值得注意的区别。