國產(chǎn)FPGA產(chǎn)品力如何？看這3家上市廠商就夠了

FPGA作為一種邏輯芯片，硬件架構獨特，具有并行性、低延時性和靈活性等特性，應用領域廣泛。FPGA市場主要玩家是英特爾、AMD、萊迪思、Microchip、Achronix等；國內(nèi)廠商包括復旦微電、紫光國微、安路科技、東土科技、高云半導體、京微齊力、京微雅格、智多晶、遨格芯等。

FPGA市場趨勢資料顯示，截至2022年我國FPGA行業(yè)市場規(guī)模約為269.9億元，市場均價約為44.73元/片。就產(chǎn)品和應用而言，目前FPGA市場主要有幾個趨勢：

（1）低端FPGA和基于SRAM的FPGA主導市場

低端FPGA將在預測期內(nèi)占據(jù)最大份額，因為其具有較高的電源效率，適用于電池供電系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)設備和便攜式工具?；赟RAM的FPGA采用互補金屬氧化物半導體（CMOS）技術，無需額外工藝步驟，使其更高效、更通用。

（2）通信應用占據(jù)最大份額

通信應用在預測期內(nèi)將占最大份額，得益于FPGA具備接口和控制功能，在通信和網(wǎng)絡應用中的使用一直在快速增長，在5G通信領域，F(xiàn)PGA可以實現(xiàn)高性能的信號處理、實時數(shù)據(jù)傳輸和靈活的網(wǎng)絡配置。全球互聯(lián)網(wǎng)用戶和網(wǎng)絡基礎設施提供商數(shù)量增加，預計通信領域對FPGA需求將繼續(xù)增加。

圖注：2022年國內(nèi)FPGA下游應用占比（來源：Frost&Sullivan）芯查查制圖

工業(yè)是FPGA第二大類應用，F(xiàn)PGA被用于自動化控制、通信、圖像處理、嵌入式系統(tǒng)等。以嵌入式系統(tǒng)為例，F(xiàn)PGA可以用于實現(xiàn)各種外設接口和控制器，以及復雜的信號處理和算法加速；在測試和測量的場景中，F(xiàn)PGA可以用于實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集和處理，以及自定義測試模式和信號生成。

此外，在人工智能應用中，F(xiàn)PGA通過并行計算和定制化硬件加速器，加快深度學習模型的訓練和推理速度，許多公司和研究機構已經(jīng)開始使用FPGA來加速深度學習任務，例如微軟的Project Brainwave和亞馬遜的AWS F1實例。

（3）小于28nm工藝的技術進步將推動FPGA市場需求

這種增長歸功于高速數(shù)據(jù)處理、小型化等需求提升。此外，F(xiàn)PGA其他趨勢包括：Verilog是2023年最受歡迎的FPGA語言，其次是VHDL；亞太地區(qū)的FPGA市場可能會大幅增長，而北美和歐洲也有望繼續(xù)成為該行業(yè)的主要參與者。

3家國內(nèi)FPGA上市廠商產(chǎn)品和業(yè)績概述前文提及的國內(nèi)FPGA廠商中，紫光國微、復旦微電、安路科技已經(jīng)上市，下面介紹這3家廠商的FPGA產(chǎn)品和整體業(yè)績。由于FPGA只是紫光國微和復旦微電的一部分業(yè)務，因此下文提到的業(yè)績數(shù)據(jù)僅供參考。

圖注：紫光國微、復旦微電2020.6-2023.3營收和利潤對比（數(shù)據(jù)來源：東方財富，制表：芯查查）

圖注：紫光國微、復旦微電、安路科技市值（來源：東方財富，制表：芯查查）

1、紫光國微

紫光國微特種集成電路產(chǎn)品系列包含SOPC（可編程片上系統(tǒng)，指基于FPGA解決方案的SoC片上系統(tǒng)設計技術，將處理器、I/O口、存儲器以及其他功能模塊集成到一片F(xiàn)PGA內(nèi)），已經(jīng)推出了第三代、第四代產(chǎn)品。資料顯示，紫光國微為C919飛機提供網(wǎng)絡通信類的機載總線交換芯片，目前規(guī)模較小。

2022年，紫光國微實現(xiàn)境外營收約6.37億元，占營業(yè)收入的8.95%。截至2022年底，研發(fā)人員1123名，占比50.20%，紫光國微2022年研發(fā)投入12.49億元，較上年同期增長44.32%，占營業(yè)收入比例17.55%；全年共授權各類專利107項，較上年度增長35.4%。公司特種集成電路產(chǎn)品系列不斷完善，新一代FPGA產(chǎn)品、非易失性存儲器、新型存儲器，以及MCU、圖像AI智能芯片、數(shù)字信號處理器DSP等專用處理器產(chǎn)品即將完成研發(fā)和推出；高性能總線及接口產(chǎn)品、新一代SOPC產(chǎn)品，以及高速射頻ADC、新型隔離芯片等模擬產(chǎn)品開始進入推廣階段。

紫光同創(chuàng)是紫光國微參股公司，設計和銷售通用FPGA芯片。截至2023年5月，紫光國微對紫光同創(chuàng)的持股比例為29.20%。在商用產(chǎn)品應用領域，紫光同創(chuàng)大規(guī)模FPGA順利實現(xiàn)量產(chǎn)發(fā)貨，中小規(guī)模FPGA產(chǎn)品型號譜系進一步完善，公司營收同比增長超80%，在視頻圖像和工業(yè)控制市場領域取得了發(fā)貨量和營收的全面快速增長。

2、復旦微電

復旦微電已形成安全與識別芯片、智能電表芯片、非揮發(fā)存儲器、FPGA芯片四大成熟的產(chǎn)品線和系統(tǒng)解決方案。

復旦微電2018年國內(nèi)首家推出億門級FPGA產(chǎn)品后，持續(xù)不斷地推進該產(chǎn)品的譜系化，貨架產(chǎn)品逐步的豐富。28nm億門FPGA產(chǎn)品經(jīng)過多年推廣，得到了客戶的認可，產(chǎn)品應用場景也在擴大，并已經(jīng)形成千萬門級FPGA芯片、億門級FPGA芯片以及嵌入式可編程器件（PSoC）共三個系列產(chǎn)品。

圖注：復旦微FPGA產(chǎn)品系列（來源：復旦微電招股說明書）當前復旦微電FPGA主要是以28nm的產(chǎn)品為主，新一代的FPGA產(chǎn)品研發(fā)比較順利，基于1xnm FinFET先進制程的新一代FPGA項目面向計算機視覺、機器學習、高速數(shù)字處理等，針對智能座艙、視頻監(jiān)控、醫(yī)學影像、網(wǎng)絡通信等行業(yè)領域。另外，PSoC產(chǎn)品的銷售開始放量，當前復旦微電的備貨主要是以FPGA產(chǎn)品的原材料為主。

圖注：復旦微電FPGA芯片在研項目情況（來源：復旦微電2022年財報）2020-2023年Q1復旦微電實現(xiàn)營收16.91/25.77/35.39/8.09億元，實現(xiàn)歸母凈利潤1.33/5.14/10.77/1.88億元。2023年，公司仍將保持較大的研發(fā)強度以增強公司的核心科創(chuàng)能力，預計研發(fā)投入占營業(yè)收入的30%左右。

在人工智能應用方面，復旦微電擁有的FPGA芯片和配套的端到端編譯器工具鏈，可將開源框架下的網(wǎng)絡模型快速高效的編譯至片上進行部署，為AI算法開發(fā)人員提供了一個“芯片+工具鏈”的快速開發(fā)平臺。在智能安檢、工業(yè)OCR智能識別、農(nóng)產(chǎn)品智能分選、物流智能分離系統(tǒng)等已經(jīng)有應用案例。

3、安路科技

安路科技主營業(yè)務為FPGA芯片和專用EDA軟件的研發(fā)、設計和銷售。2022年公司推出了6款新產(chǎn)品，將基于在工業(yè)控制、網(wǎng)絡通信、消費電子、數(shù)據(jù)中心等領域積累的客戶資源，積極開展新產(chǎn)品市場拓展與用戶導入。

安路科技將在現(xiàn)有產(chǎn)品矩陣和研發(fā)成果基礎上，持續(xù)構建和完善“FPGA/FPSoC芯片+軟件系統(tǒng)+應用方案”的生態(tài)體系，繼續(xù)研發(fā)新一代FPGA產(chǎn)品和FPSoC產(chǎn)品，豐富產(chǎn)品規(guī)格型號，實現(xiàn)產(chǎn)品矩陣縱向和橫向擴展。

根據(jù)安路科技2023年一季度報告顯示，一季度營業(yè)收入 187,526,624.92元，同期-27.38%，歸屬于上市公司股東的凈利潤-51,011,477.05元，同期 -388.30%。

對于同期營收降低，安路科技表示原因是下游市場需求周期波動影響，公司成熟產(chǎn)品出貨量有所下滑，且不少新產(chǎn)品或型號尚處于導入期，導致營業(yè)收入較上年同期減少。凈利潤大幅降低主要原因是持續(xù)加大研發(fā)投入，研發(fā)人員同比增長，且有流片費用等大額研發(fā)投入確認，同時疊加營收下降的影響，導致利潤較上年同期大幅減少。

截至2022年末，安路科技的研發(fā)人員328人，占員工總數(shù)量的80%，其中碩博學歷占比56%，主要研發(fā)人員平均擁有十年以上的工作經(jīng)驗。

圖注：安路科技FPGA產(chǎn)品線（來源：安路科技招股說明書）

小 結FPGA集成度和性能不斷提高，新架構設計、更先進的制造工藝以及更強大的軟件開發(fā)工具將推動FPGA技術的進一步發(fā)展。

人工智能和邊緣計算對于高性能、低延遲和低功耗的計算平臺需求增加，預計FPGA在人工智能和邊緣計算領域中的圖像識別、語音處理、自動駕駛等場景發(fā)揮作用。

FPGA在5G和工業(yè)領域的應用還將持續(xù)擴大，包括網(wǎng)絡設備、通信基站等，數(shù)據(jù)安全和系統(tǒng)可靠性成為重要關注點，預計FPGA在數(shù)據(jù)加密、身份認證、網(wǎng)絡安全等方面的應用將得到進一步推廣。生態(tài)系統(tǒng)建設的推進伴隨著市場需求增加，F(xiàn)PGA供應商、工具提供商和設計服務提供商之間的合作與競爭將進一步強化。

審核編輯 黃宇