冷門芯片
作者:金年會發(fā)布時間:2025-02-03
FPGA(FieldProgrammableGateArray)又稱現(xiàn)場可編程門陣列,是在硅片上預先設計實現(xiàn)的具有可編程特性的集成電路,用戶在使用過程中可以通過軟件重新配置芯片內(nèi)部的資源實現(xiàn)不同功能。通俗意義上講,F(xiàn)PGA芯片類似于集成電路中的積木,用戶可根據(jù)各自的需求和想法,將其拼搭成不同的功能、特性的電路結(jié)構(gòu),以滿足不同場景的應用需求。鑒于上述特性,F(xiàn)PGA芯片又被稱作“萬能”芯片。CPU的下游應用
FPGA兼具靈活性和并行性兩大特點。相較于其他邏輯芯片而言,F(xiàn)PGA在靈活性、性能、功耗、成本之間具有較好的平衡:
?。?)相較于GPU,F(xiàn)PGA在功耗和靈活性等方面具備優(yōu)勢。一方面,由于GPU采用大量的處理單元并且大量訪問片外存儲SDRAM,其計算峰值更高,同時功耗也較高,F(xiàn)PGA的平均功耗(10W)遠低于GPU的平均功耗(200W),可有效改善散熱問題;另一方面,GPU在設計完成后無法改動硬件資源,而FPGA根據(jù)特定應用對硬件進行編程,更具靈活性。機器學習使用多條指令平行處理單一數(shù)據(jù),F(xiàn)PGA的定制化能力更能滿足精確度較低、分散、非常規(guī)深度神經(jīng)網(wǎng)絡計算需求。
?。?)相較于ASIC芯片,F(xiàn)PGA在項目初期具備短周期、高性價比的優(yōu)勢。ASIC需從標準單元進行設計,當芯片的功能及性能需求發(fā)生變化時或者工藝進步時,ASIC需重新投片,由此帶來較高的沉沒成本以及較長的開發(fā)周期;而FPGA具有編程、除錯、再編程和重復操作等優(yōu)點,可實現(xiàn)芯片功能重新配置,因此早期FPGA常作為定制化ASIC領域的半定制電路出現(xiàn),被業(yè)內(nèi)認為是構(gòu)建原型和開發(fā)設計的較快推進的路徑之一。FPGA與其他邏輯芯片的比較
FPGA芯片具有靈活性高、應用開發(fā)成本低、上市時間短等優(yōu)勢使其應用場景覆蓋了包括工業(yè)控制、網(wǎng)絡通信、消費電子、數(shù)據(jù)中心、汽車電子、人工智能等廣泛的下游市場。各大應用領域占比整體保持穩(wěn)定,數(shù)據(jù)中心更具增長動力。根據(jù)龍頭Xilinx財報,2019—2021年下游應用占比格局幾乎未發(fā)生大規(guī)模變動,以工業(yè)與通信領域為主;而數(shù)據(jù)中心的應用近年來增速較快,2019年—2021年數(shù)據(jù)中心營收占比分別為7%、9%、10%,相較于其他領域而言具備更快的增長速度。2019—2021年Xilinx公司FPGA下游應用領域占比(單位:%)
根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù),全球FPGA市場規(guī)模從2016年的約43.4億美元增長至2022年約91.4億美元,年均復合增長率約為9%。
而在中國市場,2022年FPGA芯片銷售額約200億元;預計2025年中國市場FPGA芯片銷售額將達到300億元,2021至2025年年均復合增長率接近15.0%。全球FPGA市場規(guī)模(單位:百萬美元、%)

中國FPG市場規(guī)模(單位:億元、%)
目前,F(xiàn)PGA市場基本上全部被國外Xilinx、Altera(現(xiàn)并入Intel)、Lattice、Microchio四家占據(jù)。其中,Xilinx和Altera兩大公司對EPGA的技術(shù)與市場占據(jù)絕對壟斷地位,占據(jù)了近90%的市場份額。國內(nèi)FPGA領域龍頭企業(yè)為安路科技,當前市占率接近1%。其他的還有復旦微電和紫光國微。2022年全球FPGA市場競爭情況(單位:%)
以出貨量口徑統(tǒng)計,2022年中國市場份額排名前三的供應商占據(jù)85.2%的市場份額。其中Xilinx、Intel(Altera)和Lattice分別以5,200萬顆、3,600萬顆和3,300萬顆的出貨量位列市場前三位,市場占有率達到36.6%、25.3%和23.2%金年會。此外,安路科技的出貨量排名第四,占據(jù)了6.0%的市場份額,在國產(chǎn)FPGA芯片廠商中排名第一。2022年中國FPGA市場競爭情況(單位:%)
通過三家券商的數(shù)據(jù)對比,可以看出復旦微電的技術(shù)更為領先,但FPGA占企業(yè)營收不大,紫光國微也是同理,占比大于復旦微電,而且這兩家業(yè)務主要是面向軍工領域;CPU的下游應用
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