國產(chǎn)FPGA廠商的機(jī)會在哪些應(yīng)用領(lǐng)域？

（文/程文智）這幾年FPGA市場發(fā)生了很大的變化，最先采用先進(jìn)工藝的FPGA已經(jīng)不見蹤影；對門數(shù)的追求熱情也沒那么高了；純FPGA產(chǎn)品越來越少了；軟件所占的比重越來越大，甚至頭部的FPGA廠商都投身體量更大的廠商了……反而是國內(nèi)出現(xiàn)了多家獨(dú)立的FPGA廠商，比如，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。

國內(nèi)增速快于全球，F(xiàn)PGA市場機(jī)會還在
根據(jù)Frost&Sullivan的統(tǒng)計，F(xiàn)PGA全球市場規(guī)模從2016年的43.4億美元，增長至2020年的60.8億美元，年均復(fù)合增長率約為8.8%，該機(jī)構(gòu)預(yù)計到2025年，全球規(guī)模可達(dá)125.8億美元。

而中國的FPGA市場則從2016年的65.5億元增長到了2020年的150.3億元，年均復(fù)合增長率約為23.1%。隨著國產(chǎn)替代進(jìn)程的進(jìn)一步加速，F(xiàn)rost&Sullivan預(yù)計到2025年，中國市場FPGA芯片銷售額將達(dá)到332.2億元，2021至2025年年均復(fù)合增長率將達(dá)到17.1%，中國市場FPGA芯片出貨量將達(dá)到3.3億顆， 2021至2025 年年均復(fù)合增長率將達(dá)到15.0% 。

FPGA芯片因為具有現(xiàn)場可編程的靈活性和不斷提升的電路性能，擁有豐富的下游應(yīng)用，包括了網(wǎng)絡(luò)通信、工業(yè)控制、消費(fèi)電子、數(shù)據(jù)中心和汽車電子等。從調(diào)研機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)來看，目前通信和工控占了中國FPGA市場的70%以上的市場份額；數(shù)據(jù)中心占11%左右；汽車電子的市場份額約為6%，仍然待開發(fā)中；消費(fèi)電子也僅占6%。

也就是說國內(nèi)FPGA企業(yè)要想擴(kuò)大市場份額就需要從這些方面入手。其實，這些年來，國內(nèi)的FPGA廠商雖然很多，但應(yīng)用的領(lǐng)域其實還不太廣泛，主要集中在通信和消費(fèi)電子這兩個領(lǐng)域，相互競爭也很明顯。

其實，國內(nèi)FPGA企業(yè)可以從下面幾個領(lǐng)域去做突破，因為這些市場要么是新的增長點，要么是可替代的機(jī)會更大。

工控領(lǐng)域：應(yīng)用廣泛，機(jī)會更多
FPGA在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，比如視頻處理、圖像處理、伺服控制等需要用到信號控制和運(yùn)算加速功能的領(lǐng)域。根據(jù)Frost&Sullivan的報告，2020年中國用于工控領(lǐng)域的FPGA芯片銷售額為47.4元，占中國FPGA芯片市場份額的31.5%。

記得小編剛進(jìn)入媒體行業(yè)參加Altera線下活動時，他們像媒體介紹的就是FPGA在伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。賽靈思近年推出的KriaK26、KriaKR260、KriaVR260都是針對工業(yè)和機(jī)器人領(lǐng)域SOM產(chǎn)品?？梢娝麄儗た厥袌龅闹匾?。

隨著工業(yè)智能化、無人化趨勢的發(fā)展，F(xiàn)PGA的控制功能可以更好地體現(xiàn)出來，比如電機(jī)控制?，F(xiàn)在很多的高能效電機(jī)采用了BLDC或者PMSM電機(jī)，這類電機(jī)需要控制算法的支持，而FPGA芯片可以實現(xiàn)多通道電機(jī)控制，且性能更強(qiáng)，可以實現(xiàn)更加復(fù)雜的算法。

當(dāng)然國內(nèi)已經(jīng)有些FPGA廠商開始行動了，比如安路科技、紫光同創(chuàng)等，據(jù)說他們已經(jīng)有相關(guān)的應(yīng)用案例了。

通信領(lǐng)域是傳統(tǒng)，替換仍有機(jī)會
FPGA的一個傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域就是通信，以前很多標(biāo)準(zhǔn)還沒有確定的時候，先采用FPGA，等確認(rèn)后，可以直接升級到確認(rèn)版本。根據(jù)Frost&Sullivan的統(tǒng)計，2020年中國通信用FPGA的銷售額約為62.1億元，占國內(nèi)市場的41.3%。

這個市場的主要玩家是賽靈思等海外FPGA廠商，不過由于目前的市場環(huán)境，國內(nèi)一些FPGA廠商快速進(jìn)入了這個市場，并開始扎穩(wěn)腳跟。這塊國內(nèi)廠商的主要機(jī)會來自于替代。

汽車智能化，打開增量空間
這幾年汽車的電動化和智能化給各大芯片廠商帶來了新的增長點，這個市場機(jī)會對所有的芯片廠商來說都是新的增長機(jī)會。目前，可以看到的是FPGA可以用在汽車電子的系統(tǒng)接口及控制領(lǐng)域，比如FPGA可用于控制和驅(qū)動電動汽車電機(jī)控制系統(tǒng)，連接駕駛系統(tǒng)、儀表盤、雷達(dá)、超聲波傳感器等各種車載設(shè)備，實現(xiàn)激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等信號處理和控制。

另外，在視頻橋接和融合領(lǐng)域，F(xiàn)PGA可以用來實現(xiàn)多個圖像傳感器的信號橋接、3D環(huán)視視頻融合；在輔助駕駛和自動駕駛領(lǐng)域，F(xiàn)PGA可以用來實現(xiàn)機(jī)器視覺和目標(biāo)檢測等功能。比如現(xiàn)在很多自動駕駛汽車廠商的算法就是在FPGA平臺上開發(fā)的。

拿激光雷達(dá)來說，激光雷達(dá)的核心零部件包括芯片、激光器、光電探測器，以及其他光學(xué)零部件。其中，激光雷達(dá)芯片主要包括FPGA芯片及模擬芯片兩大類，F(xiàn)PGA芯片是激光雷達(dá)的主控芯片，模擬芯片是激光雷達(dá)中光電信號相關(guān)的處理芯片。

目前，激光雷達(dá)芯片的相關(guān)參與者包括賽靈思、英特爾、德州儀器等，主要是外國芯片企業(yè)，當(dāng)然，國內(nèi)紫光同創(chuàng)、復(fù)旦微電子、國微電子等企業(yè)也在加大力度研發(fā)尋求突破口。

據(jù)消息人士透露，高云近三年推出了4款車規(guī)FPGA芯片，車規(guī)級芯片的出貨量已經(jīng)超過100萬片，量產(chǎn)客戶主要用于多屏顯示、360環(huán)視、車聯(lián)網(wǎng)、智能駕艙和駕駛監(jiān)控等應(yīng)用；紫光同創(chuàng)的車規(guī)級FPGA已經(jīng)送樣激光雷達(dá)，且有3顆CPLD通過了ISO26262認(rèn)證；安路科技的募投項目中就包含了車規(guī)級項目；復(fù)旦微電子雖然FPGA產(chǎn)品沒有上車，但其在不久前發(fā)布了車規(guī)級的MCU產(chǎn)品。

結(jié)語
除了上面提到的，F(xiàn)PGA在數(shù)據(jù)中心、人工智能方面的應(yīng)用也有很多，只是賽靈思和Altera被收購后，F(xiàn)PGA更多時候是與CPU等集成在一起使用，獨(dú)立性越來越低。人工智能在現(xiàn)在算法還需要市場更新的時候，需要用到FPGA，但未來算法一旦固定，F(xiàn)PGA可能就換成了ASIC。

當(dāng)然，這僅僅是一家之言，如果大家有更好的看法，歡迎跟我們交流。