便于FPGA市場現(xiàn)狀和發(fā)展前景展望

通常來說半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是周期性行業(yè)，其周期一般為4到5年。但是隨著新技術(shù)和應(yīng)用的快速發(fā)展，現(xiàn)今半導(dǎo)體周期越來越短，且每一個(gè)周期都有典型應(yīng)用作為拉動(dòng)點(diǎn)，比如過去的PC、后來的通信行業(yè)。FPGA也明顯符合這種規(guī)律。但不同的是，當(dāng)ASIC和ASSP蕭條的時(shí)候，往往迎來FPGA的大發(fā)展。2008年以來的金融危機(jī)使得半導(dǎo)體行業(yè)平均跌幅大于10%，但是市場數(shù)據(jù)卻顯示FPGA行業(yè)依然強(qiáng)勁增長。危機(jī)和低迷使ASIC和ASSP制造者為謹(jǐn)慎起見，不敢貿(mào)然推出新產(chǎn)品，避免巨大的NRE費(fèi)用。而FPGA恰好能迎合這一需求。

全球FPGA市場現(xiàn)狀和發(fā)展前景展望

當(dāng)今，半導(dǎo)體市場格局已成三足鼎立之勢，FPGA，ASIC和ASSP三分天下。市場統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，FPGA已經(jīng)逐步侵蝕ASIC和ASSP的傳統(tǒng)市場，并處于快速增長階段。

在全球市場中，Xilinx、Altera兩大公司對FPGA的技術(shù)與市場仍然占據(jù)絕對壟斷地位。兩家公司占有將近90%市場份額，專利達(dá)6000余項(xiàng)之多，而且這種壟斷仍在加強(qiáng)。同時(shí)，美國政府對我國的FPGA產(chǎn)品與技術(shù)出口進(jìn)行苛刻的審核和禁運(yùn)，使得國家在航天、航空乃至國家安全領(lǐng)域都受到嚴(yán)重制約。因此，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的FPGA技術(shù)與產(chǎn)品對打破美國企業(yè)和政府結(jié)合構(gòu)成的壟斷，及國家利益意義深遠(yuǎn)。

作為一種可編程邏輯器件，FPGA在短短二十多年中從電子設(shè)計(jì)的外圍器件逐漸演變?yōu)閿?shù)字系統(tǒng)的核心。伴隨半導(dǎo)體工藝技術(shù)的進(jìn)步，FPGA器件的設(shè)計(jì)技術(shù)取得了飛躍發(fā)展及突破。通過FPGA器件的發(fā)展歷程來看，今后仍將朝下以下幾個(gè)方向發(fā)展：

• 高密度、高速度、寬頻帶、高保密；

• 低電壓、低功耗、低成本、低價(jià)格；

• IP軟/硬核復(fù)用、系統(tǒng)集成；

• 動(dòng)態(tài)可重構(gòu)以及單片集群；

• 緊密結(jié)合應(yīng)用需求，多元化發(fā)展。

此外，集成了FPGA 架構(gòu)、硬核CPU 子系統(tǒng)（ARM/MIPS/MCU）及其他硬核IP 的芯片已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)“關(guān)鍵點(diǎn)”，它將在今后數(shù)十年中得到廣泛應(yīng)用，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供更多的選擇。例如，以應(yīng)用為導(dǎo)向，在受專利保護(hù)的FPGA平臺架構(gòu)上無縫集成特定功能模塊，以形成具備行業(yè)競爭優(yōu)勢（高性價(jià)比）的獨(dú)特產(chǎn)品。Altera、Cypress®半導(dǎo)體、Intel®和Xilinx®公司等供應(yīng)商相繼在最近一年發(fā)布或者開始發(fā)售SoC FPGA器件.

國際FPGA業(yè)內(nèi)大頭

在FPGA領(lǐng)域，Xilinx和Altera長期穩(wěn)坐第一第二的位置。根據(jù)最新Form-10K數(shù)據(jù)顯示，其分別占有48%和41%的市場份額。其中Xilinx凈銷售額為23.1億美元，凈收入為6.3億美元；Altera凈銷售額為19.5億美元，凈收入為7.8億美元。這兩家公司一直以來是市場和技術(shù)的領(lǐng)頭羊，而剩余的市場份額被Lattice占據(jù)多數(shù)。

為了在競爭中占據(jù)主動(dòng)，Xilinx與Altera新近分別宣布其下一代FPGA產(chǎn)品都將采用高k金屬柵技術(shù)的 28nm工藝，以滿足諸如云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和3G應(yīng)用等領(lǐng)域所不斷增長的帶寬需求。由于PLD器件采用更高技術(shù)的工藝節(jié)點(diǎn)制造，無疑可以降低成本、提升性能，尤其是能夠改進(jìn)一直以來為ASIC所詬病的功耗水平，以適應(yīng)更廣闊的設(shè)計(jì)應(yīng)用。

Xilinx和Altera雖然控制世界將近90%的FPGA市場，但是他們的產(chǎn)品是大多以純FPGA為主。“平臺化”已成為FPGA一個(gè)發(fā)展趨勢，盡管Xilinx和Altera在FPGA“平臺化”方面在最近幾年也有涉及，但概念和特點(diǎn)比較簡單，沒有完全形成氣候。

權(quán)威市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Gartner 2010年初的預(yù)測數(shù)據(jù)表明，FPGA正處于一個(gè)加速增長的市場勢態(tài)中。未來5年，市場平均增長幅度超過12.6%，這種增長幅度遠(yuǎn)大于ASIC和ASSP市場。同時(shí)，市場數(shù)據(jù)表明其行業(yè)平均毛利大于60%。FPGA行業(yè)需要更大的市場規(guī)模，以吸引更多的使用者。預(yù)計(jì)未來5年，隨著產(chǎn)量增加，成本進(jìn)一步降低，FPGA市場份額將會持續(xù)增大。

賽靈思：重點(diǎn)布局深耕中國市場

賽靈思公司目前在中國內(nèi)地設(shè)有6家辦事處，公司很多項(xiàng)重要的區(qū)域性業(yè)務(wù)均以中國為基地。例如，亞太區(qū)技術(shù)支持中心設(shè)在上海。另外，針對中國快速發(fā)展的PLD市場，賽靈思特別成立了兩個(gè)專門的產(chǎn)品小組分別負(fù)責(zé)數(shù)字信號處理和低成本消費(fèi)電子解決方案的開發(fā)。賽靈思還在深圳和上海均建立了應(yīng)用中心和實(shí)驗(yàn)室，負(fù)責(zé)DSP（數(shù)字信號處理）和低成本解決方案的開發(fā)和客戶支持。他們的主要業(yè)務(wù)包括DSP、嵌入式、無線、視頻和監(jiān)測等應(yīng)用的 IP（知識產(chǎn)權(quán)）開發(fā)、參考解決方案設(shè)計(jì)和整體解決方案設(shè)計(jì)。 目前在中國內(nèi)地市場，賽靈思公司與三大分銷合作伙伴包括安富利、好利順和世健科技一起為該地區(qū)日益增長的FPGA用戶需求提供專業(yè)快捷的支持。同時(shí)，作為一家知名的無生產(chǎn)線半導(dǎo)體企業(yè)，賽靈思公司將其低成本的CPLD（復(fù)雜的PLD）系列的生產(chǎn)外包給國內(nèi)領(lǐng)先代工廠——— 和艦科技。 拓展業(yè)務(wù)領(lǐng)域 加大中國投入。

Altera：看好中國市場

Altera亞太區(qū)副總裁兼董事總經(jīng)理 ErhaanShaikh Altera很早就認(rèn)識到了中國的發(fā)展?jié)摿?，自進(jìn)入中國之日起，就一直不斷加大在中國市場的投入。早在2000年，Altera公司就宣布在中國上海成立亞太區(qū)技術(shù)支援中心，這一舉措體現(xiàn)了Altera對亞太區(qū)特別是中國的長期投資策略。

中國FPGA機(jī)遇何在？

為了滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防需求，打破美國的壟斷，中國政府多年來投入了數(shù)百億科研經(jīng)費(fèi)，通過逆向工程方式仿制美國對我禁運(yùn)的FPGA產(chǎn)品。但由于知識產(chǎn)權(quán)、生產(chǎn)工藝和軟件技術(shù)等多方面的限制，仿制品種有限，技術(shù)無法突破，難以滿足國家安全的需要。隨著國際形勢的變化，通過走私進(jìn)口禁運(yùn)產(chǎn)品的渠道可能被切斷，進(jìn)口的關(guān)鍵芯片也可能被人為地嵌入后門通道或定時(shí)炸彈等模塊，嚴(yán)重危及國家安全。

我們不得不承認(rèn)國產(chǎn)FPGA產(chǎn)業(yè)與國際巨頭還存在較大的差距，不論從產(chǎn)品性能、功能、功耗、軟件、應(yīng)用支撐上都有差距。甚至成本上，我們的優(yōu)勢也不大。

但是，中國擁有超過50億元的FPGA市場。“十二五”期間，中國的可編程器件市場仍將保持年均30%以上的增長速度。中國尤其是北京等重要研究部門急需也長期需要FPGA用于國家安全和重點(diǎn)應(yīng)用，比如航天航空、信息安全、知識產(chǎn)品保護(hù)等。此外，中國電子產(chǎn)品市場要求敏捷快速的研發(fā)周期和少量多樣的產(chǎn)品形態(tài)，最適合FPGA應(yīng)用。

因此，中國FPGA產(chǎn)業(yè)享有巨大的發(fā)展空間，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。

京微雅格的發(fā)展策略

京微雅早在2005年開始，就專注于研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的集FPGA、CPU、存儲器為一體的可編程系統(tǒng)芯片，是目前美國硅谷地區(qū)以外唯一利用自主知識產(chǎn)權(quán)開發(fā)出商業(yè)化FPGA芯片產(chǎn)品的公司。它首創(chuàng)了芯片上可配置應(yīng)用平臺CAP（Configurable Application Platform），并占據(jù)領(lǐng)軍者地位。該平臺基于Tile構(gòu)架，不僅幫助客戶大大縮短了產(chǎn)品上市時(shí)間，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)靈活度，而且通過攤薄高額流片費(fèi)用降低了客戶進(jìn)入市場的成本。配合高效的軟件套件及面向應(yīng)用需求的豐富的軟硬IP模塊，CAP平臺可被廣泛運(yùn)用于可重構(gòu)系統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)系統(tǒng)供應(yīng)商的競爭力。

京微雅格采取以用戶設(shè)計(jì)（design-in）為先導(dǎo)的銷售方式，直接服務(wù)客戶的直銷模式為主，代理商（渠道）銷售模式為導(dǎo)向，提供雙贏服務(wù)。考慮到FPGA的靈活性等特點(diǎn)，公司不僅提供上述不同領(lǐng)域內(nèi)通用的整體解決方案，還針對客戶的特殊需求，提供專門的設(shè)計(jì)服務(wù)。這是ASIC/ASSP芯片無法做到的，也是Xilinx/Altera等FPGA巨頭不能做的事情。公司計(jì)劃建立強(qiáng)大的創(chuàng)新應(yīng)用與設(shè)計(jì)服務(wù)中心，每年至少推出200個(gè)用戶設(shè)計(jì)和30個(gè)解決方案。

采購方面，京微雅格采用國際先進(jìn)的無晶圓片（Fabless）生產(chǎn)模式，芯片生產(chǎn)委托中芯國際等來執(zhí)行，成本會計(jì)入芯片成本，使公司專注于自己擅長的含金量高的芯片設(shè)計(jì)和產(chǎn)品創(chuàng)新上，而產(chǎn)品質(zhì)量上也有更多的保證，價(jià)格更具優(yōu)勢。同時(shí)生產(chǎn)計(jì)劃和庫存變得更為靈活和易于實(shí)施，減少不必要的流通環(huán)節(jié)。

產(chǎn)品策略方面，京微雅格一方面儲備技術(shù)，積極研發(fā)面向通訊領(lǐng)域的系列產(chǎn)品，和Xilinx/Altera開展高端通信市場的爭奪；另一方面以“山”系列產(chǎn)品為重點(diǎn)，開拓低端系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)；以CME-M系列產(chǎn)品為牽制和平衡，以撬動(dòng)CPLD/FPGA/MCU的中低端市場。

京微雅格在全球范圍內(nèi)引進(jìn)了FPGA領(lǐng)域的高端領(lǐng)軍人才，培養(yǎng)了我國首批可編程技術(shù)的本土人才，填補(bǔ)了我國可編程領(lǐng)域自主進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)的空白，是國內(nèi)FPGA研制的“黃埔軍校”。京微雅格的成功，將打破美國FPGA產(chǎn)業(yè)在世界上的獨(dú)家壟斷及其在高端產(chǎn)品上對我國的封鎖，實(shí)現(xiàn)我國電子信息產(chǎn)業(yè)的大突破、大跨越。

除京微雅格之外，目前國內(nèi)還有幾家以逆向工程和軍工市場為主的企業(yè)。

時(shí)代民芯公司擁有自主研制的從萬門到百萬門FPGA共三個(gè)系列10個(gè)產(chǎn)品該公司在FPGA研發(fā)方面以客戶應(yīng)用為牽引，走差異化路線，開發(fā)面向特殊應(yīng)用的FPGA，滿足空間應(yīng)用和小型化產(chǎn)品的不同需求。

航天772所是全球領(lǐng)先的宇航微電子整體解決方案的供應(yīng)商，同時(shí)也是專業(yè)的電子系統(tǒng)小型化解決方案的供應(yīng)商。航天772所從2002年開始從事高可靠的FPGA設(shè)計(jì)、封裝、測試及可靠性評估工作，通過10年的發(fā)展，形成了一支專業(yè)從事高可靠應(yīng)用的FPGA及PROM研制團(tuán)隊(duì)。航天772所在高可靠和高等級FPGA和PROM設(shè)計(jì)、封裝、測試及應(yīng)用等方面形成自主核心技術(shù)及系列產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了中國自己的“航天百變芯”。