這家國產(chǎn)FPGA換道超車！強攻5G和AI市場！

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃晶晶）FPGA芯片在全球兩大巨頭的把持下，國產(chǎn)廠商一直盤旋于中低端應(yīng)用市場。在研發(fā)投入、工藝水平、專利數(shù)量等方面落后的情況下，國產(chǎn)廠商有沒有機會找到自己的發(fā)展方向，取得一些突破。這是目前國產(chǎn)FPGA芯片廠商都在尋找的答案。

日前，高云半導(dǎo)體市場副總裁兼中國區(qū)銷售總監(jiān)黃俊接受電子發(fā)燒友網(wǎng)記者獨家專訪時表示，國產(chǎn)FPGA雖然發(fā)展時間不長，但成長迅速，這得益于國內(nèi)廠商對技術(shù)產(chǎn)品和市場應(yīng)用的良好把握，如今，無論是直接替代還是開發(fā)新興應(yīng)用，國產(chǎn)FPGA均有著巨大的市場空間，也有能力發(fā)展得更好。

全面切入市場，覆蓋工業(yè)、通信、安防、汽車等多領(lǐng)域

高云半導(dǎo)體成立于2014年，旨在推出具有核心自主知識產(chǎn)權(quán)的民族品牌FPGA芯片，提供集設(shè)計軟件、IP核、參照設(shè)計、開發(fā)板、定制服務(wù)等一體化完整解決方案。

公司的技術(shù)骨干均有國際著名FPGA公司15年以上的工作經(jīng)驗，參與了數(shù)代FPGA芯片的硬件開發(fā)、相關(guān)EDA軟件開發(fā)、軟硬件的測試流程，積累了豐富的技術(shù)和管理經(jīng)驗。

高云于2015年一季度量產(chǎn)出國內(nèi)第一塊產(chǎn)業(yè)化的55nm工藝400萬門的中密度FPGA芯片，并開放開發(fā)軟件下載。2016年第一季度又順利推出國內(nèi)首顆55nm嵌入式Flash SRAM的非易失性FPGA芯片。

黃俊坦言，公司這幾年穩(wěn)扎穩(wěn)打，贏得了不少客戶口碑，建立了行業(yè)的領(lǐng)先地位。但真正迅速發(fā)展，還是在近兩年。

2016年中興遭遇美國政府的出口管制，后和解，2018年美國又發(fā)起對中興的制裁，2019年美國發(fā)布對華為禁令，這幾年市場環(huán)境的急劇變化，帶給了國產(chǎn)芯片廠商發(fā)展的機會，國產(chǎn)FPGA芯片更快地走向更多應(yīng)用領(lǐng)域。

由于前期的開發(fā)積累以及國產(chǎn)替代的加速，高云半導(dǎo)體在2019年陸續(xù)在多個市場實現(xiàn)大批量出貨，涵蓋工業(yè)、通信、安防、汽車等領(lǐng)域，“去年以來，整體業(yè)績穩(wěn)步提高，我們受到更多不同行業(yè)應(yīng)用客戶的認(rèn)可?！秉S俊告訴電子發(fā)燒友網(wǎng)記者。

以抗疫產(chǎn)品為例，高云的FPGA芯片已經(jīng)打入紅外測溫設(shè)備、口罩機等市場，成為數(shù)家行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)的供應(yīng)商。據(jù)黃俊介紹，高云的FPGA芯片主要應(yīng)用于這些設(shè)備的控制部分，由于抗疫產(chǎn)品需求爆發(fā)，供應(yīng)急，高云結(jié)合前期的方案導(dǎo)入以及疫情期間的全力及時配合，滿足了客戶的技術(shù)指標(biāo)和供貨要求。

通信和工業(yè)是FPGA的兩大應(yīng)用領(lǐng)域，也是各大廠商必爭之地，當(dāng)前國產(chǎn)FPGA有能力進入這些市場，找準(zhǔn)定位，參與競爭。黃俊分析說，打開工業(yè)、通信、安防等多個領(lǐng)域的市場，對于國產(chǎn)FPGA的成長非常有幫助，近兩年他們加快了這些領(lǐng)域客戶的導(dǎo)入速度。

5G和AI只有大廠能玩？不，國產(chǎn)FPGA機會多

5G通信基站數(shù)量的增加帶動FPGA零部件用量提高，由于5G信號衰減較快，小基站需求量巨大。另外，5G Massive MIMO的高并發(fā)處理需求，單基站FPGA用量有望從4G時的2-3塊提高到5G的4-5塊，也將帶動FPGA整體用量。

針對5G基站的FPGA產(chǎn)品應(yīng)用，黃俊分析，一類是應(yīng)用于接口擴展的小容量中低端FPGA，基本上以10K以內(nèi)邏輯單元的產(chǎn)品為主，這一塊市場大約在5000萬美金的市場規(guī)模，國內(nèi)FPGA有能力進行國產(chǎn)替代。另一類面向5G核心網(wǎng)、骨干網(wǎng)的FPGA主要以中高密度，28納米到16納米的產(chǎn)品為主。這一塊市場需要國產(chǎn)廠商加大研發(fā)力度，推出更先進工藝的產(chǎn)品。據(jù)透露，高云的下一代工藝FPGA產(chǎn)品將于今年四季度發(fā)布，屆時將有機會進入更高端的5G市場。

5G通信帶來的更大發(fā)展機會在于，5G終端的多元化、爆發(fā)式增長帶動了FPGA用量的增加。黃俊認(rèn)為，今后的終端設(shè)備在屏幕顯示、攝像頭3D建模、圖像處理以及新型傳感器技術(shù)應(yīng)用對FPGA有著大量需求，這些都是國產(chǎn)FPGA廠商的機會，也是高云半導(dǎo)體正在發(fā)力的市場。

“這類終端應(yīng)用對功耗要求低，IO處理速度快，并且PCB面積要小，薄型的封裝，同時還有加密不被抄襲等功能要求，高云對小密度FPGA進行優(yōu)化，例如推出超低功耗芯片，F(xiàn)PGA集成ARM核和存儲緩存，推出小尺寸芯片等等，高云的FPGA芯片不僅可以替代國外芯片，甚至在IO接口速度等性能上實現(xiàn)了超越?！秉S俊分析道。

一個例子是，今年1月，高云宣布其超低功耗器件GW1NZ-ZV FPGA全面量產(chǎn)，這顆芯片靜態(tài)功耗比業(yè)界基于Flash的非易失FPGA低50％，最低功耗低于28μW。在需要一直在線的應(yīng)用以及對系統(tǒng)中的IO和外設(shè)始終實時監(jiān)控的應(yīng)用中，低功耗FPGA與許多微控制器相比具有明顯的優(yōu)勢。



如今大熱的AI應(yīng)用，高云半導(dǎo)體也提前卡位，發(fā)布了GOAI人工智能解決方案，用于在人工智能邊緣設(shè)備以及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中實現(xiàn)基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的邊緣加速。該方案包括一個AI加速器，此加速器的性能相比獨立的MCU方案提高78倍。方案中還包括將Caffe或Tensorflow等常用開發(fā)工具中的訓(xùn)練模型導(dǎo)入到高云FPGA所需的工具。此外，GOAI方案中的加速器可通過AHB接口連接到FPGA內(nèi)部的處理器（ARM Cortex-M），提供AI系統(tǒng)的控制和調(diào)試，同時也可以更輕松地連接到攝像機，麥克風(fēng)或其他外設(shè)。高云半導(dǎo)體還推出了一個攝像頭采集圖像、識別物體的DEMO，展示了GoAI方案流暢的加速過程。

另外，今年2月，高云宣布在Ubuntu操作系統(tǒng)中支持其FPGA EDA開發(fā)軟件，從而為開發(fā)人員進行人工智能和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)提供了一體化開發(fā)環(huán)境。Ubuntu系統(tǒng)已經(jīng)成為人工智能解決方案開發(fā)最受歡迎的操作系統(tǒng)，高云半導(dǎo)體FPGA EDA工具對于Ubuntu系統(tǒng)的支持，使得開發(fā)人員可以將FPGA綜合，布局布線和比特流生成無縫集成到其AI設(shè)計和腳本工作流程中。

高云的兩大產(chǎn)品家族中，晨熙家族FPGA產(chǎn)品，主打高性能、低功耗、豐富內(nèi)部資源，應(yīng)用于通訊、工業(yè)等領(lǐng)域。小蜜蜂家族主打低功耗、非易失、高安全性、小薄封裝等特點，應(yīng)用于消費、工業(yè)、通信等市場。為了滿足不同應(yīng)用需求，高云提供的定制化屬性也特別明顯，是其優(yōu)勢之一，例如在藍牙、安全、AI等方面都推出了集成化的產(chǎn)品，極大地方便了客戶在實際項目中的快速設(shè)計和應(yīng)用落地。

在高端FPGA市場，國產(chǎn)廠商還無法觸達，但由于5G和AI催生了許多應(yīng)用機會，國產(chǎn)FPGA廠商已經(jīng)快速切入，搶占應(yīng)用端的先機，這必將有利于國產(chǎn)芯片在市場的檢驗中不斷地提升自己，成為5G和AI新興應(yīng)用的參與者和受益者。

高云2019年業(yè)績翻倍，2020年新項目猛增達數(shù)百個

2019年對許多國產(chǎn)FPGA廠商來說都是非常重要的一年，也是成長最快的一年，高云也不例外，2019年高云的營收是上一年的兩倍多，躋身國產(chǎn)FPGA前三的行列。

高速的發(fā)展是客戶的高度認(rèn)可，黃俊表示，2020年疫情期間以來，他們的客戶項目增加明顯，達到了數(shù)百個。這說明，盡管全球半導(dǎo)體不太景氣，外部環(huán)境疲弱，但FPGA市場的后勁非常足，出貨量會在接下來的眾多項目中釋放。

可以看到，高云半導(dǎo)體在FPGA產(chǎn)品和技術(shù)上進行了布局，在市場端已經(jīng)擴散到各個領(lǐng)域，未來的增長將非?？捎^。黃俊認(rèn)為，技術(shù)突破并不是憑空而來，國產(chǎn)FPGA要想發(fā)展，與應(yīng)用端的結(jié)合很重要，尤其是EDA軟件的研發(fā)需要來自用戶的反饋才能更好的進行優(yōu)化和升級。貼近本土和工程師需求，貼近應(yīng)用落地，是我們國產(chǎn)廠商的優(yōu)勢，同時，借力新機會的出現(xiàn)，換道超車的“靈活”比彎道超車的“硬杠”更可行。

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