國內(nèi)FPGA市場誰最有機(jī)會(huì)在未來獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷

“話說天下大勢，分久必合，合久必分?！边@句話在商業(yè)市場也同樣適用。在一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，會(huì)有越來越多的企業(yè)參與其中，接著一些企業(yè)通過并購重組，變得越來越龐大，后面也會(huì)由于種種原因被拆分成規(guī)模大小不一的企業(yè)。

全球的FPGA市場這些年來，經(jīng)過幾次大型收購，全球FPGA市場格局已變，幾乎不見大型的獨(dú)立FPGA企業(yè)了。1984年，賽靈思（Xilinx）發(fā)明了FPGA，經(jīng)過多年并購重組，賽靈思和Altera兩家獨(dú)大，Lattice和Actel夾縫中尋生存的格局。隨后幾經(jīng)周折Actel在2010年被MicroSemi收購，2018年又被Microchip收購；Altera在2015年被英特爾收購；就算是FPGA的老大賽靈思也將被AMD收購，至此，大型的FPGA企業(yè)已經(jīng)全部都被整合進(jìn)更大的企業(yè)內(nèi)。

就在國外FPGA獨(dú)立廠商逐漸成為一個(gè)集團(tuán)公司的事業(yè)部或者子公司的時(shí)候，國內(nèi)FPGA市場卻如雨后春筍般出現(xiàn)了多家獨(dú)立的FPGA廠商。由于當(dāng)下科技發(fā)展日新月異，AI、汽車、消費(fèi)電子等領(lǐng)域的新需求日益增多，而FPGA憑借其靈活可編程的特性，可以迅速適應(yīng)科技發(fā)展帶來的諸多新需求，適應(yīng)時(shí)代的潮流，幫助客戶實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速迭代。因此，有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，現(xiàn)在是FPGA發(fā)展的黃金時(shí)期。

目前國內(nèi)主流的FPGA廠商有經(jīng)歷了倒閉后重新出發(fā)的京微齊力，也有經(jīng)營多年的復(fù)旦微電子、紫光同創(chuàng)、高云半導(dǎo)體、安路科技、AGM遨格芯微、智多晶、中科億海微電子、成都華微電子、以及近幾年才成立的易靈思等數(shù)家。

一般來說，F(xiàn)PGA有三大核心技術(shù)，一是結(jié)構(gòu)及性能，看FPGA內(nèi)部布局的細(xì)膩程度。目前全球有兩個(gè)流派，一種是邏輯和路由都是固定的；一種是邏輯和路由是可以互換的。

二是工藝和外圍接口，由于FPGA需要跟MCU、DDR、ADC、DAC、運(yùn)放等外圍設(shè)備相連接，因此對I/O接口的支持程度非常重要。

三是EDA能力，由于現(xiàn)在的FPGA規(guī)模越來越大，好的EDA工具綜合能力和相關(guān)路由能力就越強(qiáng)，因?yàn)椋磥鞥DA工具的全面性將會(huì)是FPGA廠商競爭的關(guān)鍵所在。

接下來，我們來看看國內(nèi)FPGA市場的參與者們都有哪些拿手技能，他們誰最有機(jī)會(huì)在未來獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷呢？

二次創(chuàng)業(yè)的京微齊力

京微齊力脫胎于號稱國內(nèi)第一家商用FPGA公司的京微雅格。在2017年6月，由京微雅格留守的8人在北京二次創(chuàng)業(yè)成立了“京微齊力（齊力科技）”，并取得了京微雅格的所有產(chǎn)品和技術(shù)等獨(dú)家授權(quán)。王海力出資200萬元，出任新公司董事長兼總經(jīng)理。

根據(jù)公開信息，京微齊力的前身京微雅格的歷史可以追溯到2003年在美國硅谷創(chuàng)立的雅格羅技（AgateLogic），2005年與清華大學(xué)合作后，遷至北京中關(guān)村科技園區(qū)的清華科技園。在2005年到2010年間，公司陸續(xù)流片了幾顆FPGA芯片（MCU+FPGA，包括1K、4K甚至32K邏輯容量），最終做到量產(chǎn)的只有1顆。正是基于這些年在FPGA技術(shù)的積累，北京市決定把其作為高端芯片項(xiàng)目引進(jìn)，并在北京市引導(dǎo)資金的支持的下于2010年8月創(chuàng)立了京微雅格。作為國產(chǎn)FPGA行業(yè)的一面旗幟，京微雅格不但做得最早，也形成了一批自主知識產(chǎn)權(quán)和相關(guān)產(chǎn)品成果。2011年，京微雅格走上商業(yè)化道路。

隨后6年的時(shí)間里，京微雅格共申請了200多項(xiàng)專利，并擁有90多項(xiàng)已授權(quán)專利。共開發(fā)了“山”、“河”、“星”、“云”四大系列產(chǎn)品。不過后來，由于種種原因，京微雅格走到了破產(chǎn)的邊緣，公司數(shù)月都發(fā)不出工資，員工陸續(xù)離開，最后剩下8人留守公司。

留守的8人在堅(jiān)持了18個(gè)月后，征得原公司股東同意的前提下，大家最終決定二次創(chuàng)業(yè)，在2017年6月成立了京微齊力。根據(jù)天眼查數(shù)據(jù)，如今的京微齊力有42個(gè)股東。

據(jù)京微齊力CEO王海力在今年5月14日第11屆松山湖中國IC創(chuàng)新高峰論壇上透露，重新出發(fā)的京微齊力目前已經(jīng)量產(chǎn)了8顆FPGA芯片，并封裝成了幾十種不同型號的產(chǎn)品，累計(jì)出貨超千萬片，客戶覆蓋消費(fèi)、顯示、工控等領(lǐng)域。

京微齊力除了推出了60K的HME-P1P60產(chǎn)品，對標(biāo)賽靈思7系列FPGA，且目前在開發(fā)22nm工藝新品，具備100K、300K、600K邏輯資源。

據(jù)悉，京微齊力當(dāng)前產(chǎn)品分為四大系列，分別為山系列HME-M 65/55nm（低成本、SoC單芯片）、河系列HME-R 40nm（低功耗、低成本、小封裝）、大力神系列HME-H 40nm（高性價(jià)比、高速M(fèi)IPI）、飛馬系列HME-P 40/22nm（大容量、高性能、高速Serdes）。

在EDA方面，京微齊力從2015年就開始發(fā)展軟件工具與EDA能力，據(jù)說其FX（伏羲軟件）是京微齊力自主研發(fā)的EDA設(shè)計(jì)工具，目前可以實(shí)現(xiàn)完整的FPGA設(shè)計(jì)，客戶可以便捷地從賽靈思轉(zhuǎn)到京微齊力上。

在高速接口方面，其Serdes接口已經(jīng)發(fā)展到6.5Gbps~10Gbps，未來還會(huì)發(fā)展13~16Gbps。

這幾年京微齊力的出貨量的確還不錯(cuò)，不過據(jù)坊間傳聞，該公司目前的出貨主要在手機(jī)售后市場，該市場的特征是需求其實(shí)不是很穩(wěn)定，要是手機(jī)廠商改進(jìn)方案，或者加了限制的話，有可能造成出貨量下跌。因此，京微齊力要想在FPGA市場有更大的發(fā)展前景，還需要在其他領(lǐng)域提供有競爭力的產(chǎn)品。

國內(nèi)第一家上市FPGA廠商---復(fù)旦微電子

復(fù)旦微電子于今年8月份在科創(chuàng)板正式上市，成為國內(nèi)第一家上市的FPGA廠商。復(fù)旦微電子成立于1998年7月，由復(fù)旦大學(xué)專用集成電路與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、上海商投等聯(lián)合成立。

該公司自2004年開始進(jìn)行FPGA的研發(fā)，曾陸續(xù)推出百萬門級FPGA和千萬門級FPGA，目前形成千萬門級FPGA芯片、并于2018年第二季度推出28nm工藝的億門級FPGA芯片，SerDes傳輸速率達(dá)到最高13.1Gbps，2019年正式銷售，目前已經(jīng)向國內(nèi)數(shù)百家客戶發(fā)貨。

據(jù)其招股書介紹，復(fù)旦微電針對人工智能、大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用領(lǐng)域，正在28nm 工藝上研發(fā)基于FPGA 的PSoC 芯片青龍系列產(chǎn)品，為人臉識別、計(jì)算機(jī)視覺等新興領(lǐng)域提供性價(jià)比更優(yōu)、可靠性更高的人工智能PSoC 解決方案。該產(chǎn)品內(nèi)嵌大容量自有eFPGA模塊，并配置APU和多個(gè)AI加速引擎，可廣泛用于高速通信、信號處理、圖像處理、工業(yè)控制等應(yīng)用領(lǐng)域。另外，該公司同時(shí)還開啟了14/16nm 工藝的10 億門級FPGA 產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)程。

其中，其千萬門級產(chǎn)品2016年推出，采用了65nm工藝，包含50K左右容量的邏輯單元；2018年推出的28nm億門級FPGA產(chǎn)品包含了700K左右的邏輯單元。

不過FPGA在復(fù)旦微電中的營收占比并不高，在2020年其FPGA的營收為1.5億元左右，占總營收的9.17%。2019年時(shí)更低，不到6%。

在EDA工具方面，復(fù)旦微電研發(fā)的新一代億門級FPGA配套開發(fā)工具Procise是國內(nèi)FPGA領(lǐng)域首款超大規(guī)模全流程EDA設(shè)計(jì)工具，軟件主要功能包括網(wǎng)表導(dǎo)入、映射裝箱、布局布線、時(shí)序分析與優(yōu)化、位流生成、編程下載、在線調(diào)試等，可支持公司全系列可編程器件，并突破了FPGA 總體布局合法化方法、FPGA 芯片版圖連線顯示方法等關(guān)鍵先進(jìn)技術(shù)。

紫光同創(chuàng)

深圳市紫光同創(chuàng)電子有限公司成立于2013 年，是紫光集團(tuán)旗下紫光國微的聯(lián)營企業(yè)，專業(yè)從事可編程邏輯器件（FPGA、CPLD 等）的研發(fā)與生產(chǎn)銷售，是中國主流的FPGA 廠商，產(chǎn)品覆蓋通信、網(wǎng)絡(luò)安全、工業(yè)控制、視頻監(jiān)控、汽車電子、消費(fèi)電子、數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用領(lǐng)域。

2015年，紫光同創(chuàng)推出了其千萬門級規(guī)模的FPGA芯片Titan系列，采用了40nm工藝，可編程邏輯資源高達(dá)174K；在接口方面，Titan系列產(chǎn)品支持多種高度IO接口，SerDes速率高達(dá)5.0Gbps；支持PCIe2.0接口；LVDS速率高達(dá)800Mbps；此外還支持DDR3。

圖：紫光同創(chuàng)Titan系列產(chǎn)品主要參數(shù)（來源：紫光同創(chuàng)官網(wǎng)）

2020年3月，紫光同創(chuàng)推出Logos-2系列高性價(jià)比FPGA，采用28nm CMOS工藝，相較上一代40nm Logos系列FPGA性能提升50%，總功耗降低40%。該系列的PG2L100H的SerDes傳輸速率為6.6Gbps；且集成了RAM、DSP、ADC、Serdes、DDR3等豐富的片上資源和IO接口。

其另一款Compa系列CPLD產(chǎn)品則采用了55nm的eFlash工藝和自主產(chǎn)權(quán)體系結(jié)構(gòu)，可滿足低功耗、低成本、小尺寸的設(shè)計(jì)要求，適用于系統(tǒng)配置、接口擴(kuò)展和橋接、板級電源管理、上電時(shí)序管理、傳感器融合等應(yīng)用需求，廣泛應(yīng)用于通信、消費(fèi)電子、無人機(jī)、工業(yè)控制等領(lǐng)域。

邏輯資源有1K~10K的產(chǎn)品可供選擇，支持MIPI、LVDS、I2C、SPI、OSC、RAM、PLL等接口和資源。

在EDA軟件方面，紫光同創(chuàng)配套的Pango Design Suite可以支持千萬門級FPGA器件的設(shè)計(jì)開發(fā)，該軟件支持工業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)流程，可以實(shí)現(xiàn)從RTL綜合到配置數(shù)據(jù)流生成下載的全套操作。

Titan系列高端FPGA產(chǎn)品PGT180H已向國內(nèi)多家領(lǐng)先通信設(shè)備廠商批量供貨，該型號產(chǎn)品去年全年銷售額近1億元。

高云半導(dǎo)體

高云半導(dǎo)體成立于2014 年1 月，專業(yè)從事現(xiàn)場可編程邏輯器件的研發(fā)和銷售，以消費(fèi)類電子、工業(yè)控制作為市場切入點(diǎn)，以高性價(jià)比專攻中低密度FPGA 市場，其產(chǎn)品可應(yīng)用于通訊、LED 顯示、工業(yè)控制、汽車電子、消費(fèi)電子、人工智能和數(shù)據(jù)中心等市場。

其CEO朱璟輝和SVP宋寧都來自于Lattice團(tuán)隊(duì)，尤其是朱璟輝，從清華大學(xué)畢業(yè)后，1996年-2011年任職Lattice，歷經(jīng)七代FPGA產(chǎn)品的研發(fā)，曾獲得11項(xiàng)美國專利，5項(xiàng)中國專利，目前還是科技部863計(jì)劃的可編程器件重大專項(xiàng)的技術(shù)負(fù)責(zé)人。

而宋寧除了在Lattice任高級工程師外，還在Cadence擔(dān)任過高級工程師，他目前負(fù)責(zé)高云半導(dǎo)體FPGA全流程軟件開發(fā)，對FPGA架構(gòu)、硬件設(shè)計(jì)、軟件研發(fā)同步開發(fā)有獨(dú)到經(jīng)驗(yàn)。

據(jù)其官網(wǎng)介紹，高云目前研發(fā)團(tuán)隊(duì)有100余人，在硅谷、上海、濟(jì)南建立了研發(fā)中心。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(yàn)，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(yàn)。團(tuán)隊(duì)磨合迅速，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。

在產(chǎn)品系列方面，高云目前有晨熙、小蜜蜂和Gobridge三大家族產(chǎn)品。其中Gobridge家族產(chǎn)品線是今年6月份推出的，同時(shí)還發(fā)布了 GWU2X 和 GWU2U USB 接口橋接器件。GWU2X ASSP可以將USB接口轉(zhuǎn)換為 SPI、JTAG、I2C 和 GPIO，而 GWU2U ASSP 可實(shí)現(xiàn) USB 到 UART 的接口轉(zhuǎn)換。高云半導(dǎo)體的 GoBridge ASSP 產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于消費(fèi)、汽車、工業(yè)和通信市場領(lǐng)域，靈活的實(shí)現(xiàn)接口轉(zhuǎn)換，簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

GWU2X 和 GWU2U ASSP 采用最先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)，非常適合為新的終端產(chǎn)品提供接口轉(zhuǎn)換方案。同時(shí)，在當(dāng)前半導(dǎo)體器件缺貨嚴(yán)重的市場形勢下，它還可以有效緩解因原有轉(zhuǎn)換芯片 EOL 或者缺貨而產(chǎn)生的影響。

另外，在EDA方面，Synopsys為高云提供前SynplifyPro高云版端軟件軟件，也是中國唯一由新思授權(quán)的FPGA前端軟件。在2020年，高云宣布其自主研發(fā)的邏輯綜合工具Gowin Synthesis支持VHDL硬件描述語言流程綜合。

高云的FPGA技術(shù)業(yè)界還是認(rèn)可的，不過也有業(yè)內(nèi)認(rèn)識透露他們錯(cuò)過了一次發(fā)展良機(jī)，那就是兩年前華為在尋找國內(nèi)替代品的時(shí)候曾經(jīng)找到過高云，但高云當(dāng)時(shí)并沒有重視，從而錯(cuò)過了轉(zhuǎn)向通信市場的機(jī)會(huì)，如今只能在消費(fèi)類市場繼續(xù)跟競爭者拼殺。

不過最近高云有轉(zhuǎn)向汽車市場的動(dòng)作，在2019年初，他們就發(fā)布了三款汽車級芯片，GW1N-LV4QN88A4，GW2A-LV18QN88A6，GW2A-LV18BG256A6，并在360環(huán)視、智能座艙、車載控制系統(tǒng)等方面打造了10余款完整解決方案，其中多個(gè)項(xiàng)目于2019年三季度開始陸續(xù)通過整車裝機(jī)測試，批量應(yīng)用于國內(nèi)頂尖汽車企業(yè)。

GW1N-LV4PG256A4產(chǎn)品于2021年1月成功通過AEC-Q100認(rèn)證，其他兩款也陸續(xù)通過認(rèn)證。

即將登陸科創(chuàng)板的安路科技

上海安路信息科技有限公司成立于2011年，總部位于浦東張江，創(chuàng)始人為文余波。公司創(chuàng)始人及核心團(tuán)隊(duì)來自海外高級技術(shù)管理人才、國外FPGA公司產(chǎn)品開發(fā)骨干以及學(xué)術(shù)界資深FPGA科研人員組成。

公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)60%以上是復(fù)旦、交大、UCLA、UIUC等國內(nèi)外高校的碩士或者是博士，具有很強(qiáng)的研究能力和設(shè)計(jì)水準(zhǔn)。核心工作成員大多數(shù)在世界前五的FPGA公司和EDA公司中從事數(shù)十年以上技術(shù)研發(fā)和管理工作，參與開發(fā)了多款世界領(lǐng)先的FPGA 芯片和最好的EDA 開發(fā)系統(tǒng)。安路當(dāng)前已經(jīng)形成了從小規(guī)模CPLD（Elf-300、Elf-650）到2百萬門FPGA（EG-4、AL3-6、AL3-10、AL3-S10、EG-20、EG-D20）的系列器件，以及一顆已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用了的千萬門級FPGA IP核（AL3-130）。

華大半導(dǎo)體入股之后，其作為國內(nèi)最大的國產(chǎn)EDA軟件商華大九天與作為自主FPGA廠商安路科技，雙方在EDA工具上的合作空間，包括互補(bǔ)性上，都具有很大的想象力。

安路科技已經(jīng)提交了招股書，即將登陸科創(chuàng)板。據(jù)披露，其量產(chǎn)芯片主要為55nm及28nm制程工藝，是國內(nèi)首批具有28nmFPGA芯片設(shè)計(jì)能力和量產(chǎn)能力的企業(yè)之一，公司的 FinFET工藝產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)已成功驗(yàn)證，下一步進(jìn)入量產(chǎn)階段。

目前，安路科技的FPGA芯片產(chǎn)品目前形成了以SAL PHOENIX高性能產(chǎn)品系列、SAL EAGLE高性價(jià)比產(chǎn)品系列和SAL ELF低功耗產(chǎn)品系列組成的產(chǎn)品矩陣。其中，安路科技于2020 年推出了PHOENIX 系列產(chǎn)品，SerDes 傳輸速率16Gbps。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，安路科技在LED接收卡市場的份額很大，主要是它將SDRAM封裝進(jìn)芯片內(nèi)部了，這樣可以幫助客戶將四層PCB板降低至兩層，降低客戶的成本。

AGM遨格芯微

上海遨格芯微電子有限公司（AGM）成立于2012年，是國內(nèi)領(lǐng)先的以可編程邏輯技術(shù)為基礎(chǔ)，提供應(yīng)用市場SoC芯片的半導(dǎo)體集成電路無生產(chǎn)線設(shè)計(jì)公司。

該公司由來自美國硅谷知名可編程邏輯芯片企業(yè)的團(tuán)隊(duì)和國內(nèi)資深工程團(tuán)隊(duì)創(chuàng)辦。AGM是以開發(fā)自主產(chǎn)權(quán)的編譯軟件開始，兼容切入現(xiàn)有FPGA軟件的生態(tài)鏈。

看到智能手機(jī)風(fēng)口的AGM也不失時(shí)機(jī)出了一款用于智能手機(jī)和loT的FPGA芯片，在助力客戶逐漸退出低端市場之時(shí)，把握住機(jī)會(huì)，通過價(jià)格優(yōu)勢搶奪低端市場。通過最近幾年的不斷地產(chǎn)品迭代和市場擴(kuò)展，AGM悄悄地積累了比較穩(wěn)定的客戶，產(chǎn)品線也開始豐富起來，成為了國內(nèi)FPGA的一批發(fā)展迅猛的黑馬。

智多晶

據(jù)其官網(wǎng)介紹，西安智多晶微電子有限公司，成立于2012年，總部位于西安，北京設(shè)立有EDA軟件研究中心。創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)擁有三十多年豐富的FPGA設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)，曾就職于海外該領(lǐng)域領(lǐng)先企業(yè)，并擔(dān)任多個(gè)專業(yè)方向技術(shù)帶頭人。核心團(tuán)隊(duì)來自于國內(nèi)各知名院校和優(yōu)秀的FPGA研發(fā)團(tuán)隊(duì)，是國內(nèi)目前集硬軟件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售最具競爭力的高科技企業(yè)。

目前智多晶已實(shí)現(xiàn)55nm、40nm中密度FPGA的量產(chǎn)，并針對性推出了內(nèi)嵌Flash、SDRAM等集成化方案產(chǎn)品，截至2018年已批量發(fā)貨2KK片。

智多晶現(xiàn)有產(chǎn)品Seagull 1000系列CPLD芯片、Sealion 2000系列FPGA芯片等已受到市場認(rèn)可。

其產(chǎn)品覆蓋市場包括LED驅(qū)動(dòng)、視頻監(jiān)控、圖像處理、智能儀表、工業(yè)控制、4G/5G通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等，已與富士通、諾瓦電子、?？低?/u>等多家知名企業(yè)建立合作關(guān)系，并開始研發(fā)測試智能人臉識別芯片。