市場勢態(tài)加速增長中 國內FPGA產業(yè)如何實現(xiàn)騰飛？

　　一家號稱是“世界上除美國硅谷以外唯一自主研發(fā)并成功量產現(xiàn)場可編程邏輯(FPGA)芯片”的公司;

　　一家宣稱“歷經10年的艱苦努力，目前擁有200多項專利和上百款產品，其中100多項已獲授權。填補了我國可編程領域硬件設計和軟件開發(fā)的空白，培養(yǎng)了我國在該領域的大批技術人才?！钡墓?

　　沒有一點點防備，聽說碰上大事了。

　　根據行業(yè)內的相關人士透露，某國產FPGA公司在拖欠了兩個月工資以后，即將迎來“倒閉”的結局。

　　這對國產FPGA產業(yè)，乃至整個半導體產業(yè)帶來了一個全新的提醒和警示。

　　為何要發(fā)展國產FPGA

　　1984年，Xilinx剛剛推出全球首款 F 產品——XC2064誕生時，它還是簡單的膠合邏輯芯片，而先后也有50度家公司從事過可編程邏輯器件(PLD/FPGA)的研發(fā)，投入初創(chuàng)資金少則千萬美金多則上億。其中不乏英特爾、IBM、德州儀器、摩托羅拉、飛利浦、東芝、三星這樣的行業(yè)巨鱷，但是最終登頂成功的只有位于美國硅谷的四家公司-Xilinx、 Altera、Lattice、Microsemi。

　　上述4家公司手握9000余項專利，如此之多的技術專利構成的技術壁壘當然高不可攀。

　　但眾所周知，目前剩下的FPGA公司屈指可數(shù)，目前FPGA市場基本上是由Altera和Xilinx這兩大美國巨頭把持。兩家公司占有將近90%市場份額，專利達6000余項之多;剩余市場份額主要被Lattice和Microsemi所占有，這兩家的專利也達3000多項。

　　2014年Xilinx、Altera兩大公司營收分別為23.8億美元和19.3億美元;而2014年Lattice和Microsemi(僅FPGA部分)兩公司營收為3.66億美元和2.75億美元。這前四大FPGA市場領先者幾乎壟斷了FPGA的市場份額。

　　FPGA之所能夠受到業(yè)者的熱烈歡迎，主要在于其在信號處理和控制應用中能取代自定制專用集成電路(ASIC)和處理器。能夠提供硬件定時的速度和穩(wěn)定性，且無需類似自定制ASIC設計的巨額前期費用的大規(guī)模投入。

　　其可重新編程的硅芯片的靈活性與在基于處理器的系統(tǒng)上運行的軟件相當，且并不受可用處理器內核數(shù)量的限制。

　　與處理器不同的是，F(xiàn)PGA屬于真正的并行實行，因此不同的處理操作無需競爭相同的資源。 每個獨立的處理任務都配有專用的芯片部分，能在不受其它邏輯塊的影響下自主運作。 因此，添加更多處理任務時，其它應用性能也不會受到影響。

　　當年，Xilinx推出的第一款FPGA 是XC2064，當時的這個“丑小鴨”采用的是2μm工藝，包含64個邏輯模塊和85000個，門數(shù)量不超過1000個。

　　而在2015年，Altera推出的Stratix 10 FPGA ，采用 Intel 14 nm三柵極 工藝開發(fā)，單片 FPGA 架構，有 5 百 50 萬個邏輯單元 (LE)， 浮點數(shù)字信號處理 (DSP) 吞吐量高達 10 TFLOP，這些數(shù)字都不是第一代產品可同日而語的。

　　作為一類有強項性能的“處理器”，F(xiàn)PGA也逐漸在一些應用領域占領了重要的位置。根據網友“林名”所說：

　　作為可定制的數(shù)字邏輯電路(你可以理解為一顆可以自定義功能的芯片)。FPGA應用領域既很寬又很窄。寬是因為可以用在幾乎任何需要數(shù)字電路的領域;窄是因為由于成本，功耗，開發(fā)難度等原因，在每個領域都無法占統(tǒng)治地位

　　綜上原因，

　　舉個例子，通信領域是fpga應用最廣的，出貨量最大的應該是lattice給三叔用在手機上的那顆超小超便宜的。但基本上是因為傳感器太多，老的處理器不支持，新的處理器還沒流片，手機又要急著發(fā)布，先拿來頂一下。

　　設備商是Altera，Xilinx最大的客戶，但是一般是前幾版用一下，后面一看，哎喲，量還挺大，不如流片算了，后面就不用了。

　　然后是醫(yī)療，工控這些設備，傳感器太多，cpu，gpu，arm，接口太少玩不轉，主頻才3個g處理能力太差。量太少又不值得流片。然后會用。

　　還有高端安防，視頻矩陣，大屏拼接也是類似。然后是超算啦。

　　根據廠商的實際應用，我們獲知，目前FPGA的主要應用領域是通訊、工控、國防、消費，近年來FPGA最引人關注的變化趨勢之一就是應用領域不斷拓展。

　　而在FPGA傳統(tǒng)應用市場方面，通信逐步實現(xiàn)高速、復雜協(xié)議，消費電子應用則注重低功耗、低成本。此外，F(xiàn)PGA還廣泛應用于醫(yī)療電子、安防、視頻、工業(yè)自動化、語音網絡、半導體制造設備以及家電等領域。

　　另外，F(xiàn)PGA在工業(yè)中的應用主要涉及四大領域，分別是馬達控制、工業(yè)網絡、機器視覺和機器人控制。以馬達控制為例，重點是需要降低噪音、減少震動 、降低 EMI，同時獲得更高的控制精度和減少能源消耗等。

　　這就給FPGA帶來了龐大的市場。

　　根據相關數(shù)據顯示，2014年，全球FPGA市場總規(guī)模達到50億美金，其中，中國的市場份額有15億美金，中國市場占全球市場的三分之一。分析機構預計2015年至2020年全球FPGA市場的年復合增長率為9%，到2020年，全球FPGA 市場規(guī)模將達84億美金。

　　目前FPGA正處于一個加速增長的市場勢態(tài)中，增長幅度遠大于其他芯片市場;同時，F(xiàn)PGA行業(yè)平均毛利可觀，據市場數(shù)據分析表明其行業(yè)平均毛利大于60%。FPGA行業(yè)也需要更大的市場規(guī)模，以吸引更多的使用者。預計隨著FPGA產量逐步增加，成本的進一步降低，其市場份額將會持續(xù)增大。國內的華為和中興等設備商，每年花在A家和X家產品采購的錢不計其數(shù)。

　　2014-2020年全球FPGA市場規(guī)模

　　而近年來，由于半導體國產化和安全相關原因，國家支持FPGA的發(fā)展，于是一批國產FPGA廠商異軍突起。