《电子技术应用》

全球FPGA发展概况 中国的FPGA水平如何

2018/5/31 21:42:40

  简单来说,FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物,是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

  那么,这样一种非常适合大批量应用到各领域的集成电路产品,中国目前的发展水准如何呢?日前,一场由东南大学和南京集成电路产业服务中心(ICisC)承办的2017年全国大学生FPGA创新设计邀请赛掀起了对FPGA产业发展和中国FPGA发展现状的讨论。

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  全球FPGA发展概况

  从市场规模来看,全球FPGA近几年基本维持在50亿美元左右,应用则以传统通信市场为主,云计算、IoT等新兴市场尚在培育期。

  Xilinx、Altera、LatTIce三家厂商营收始终位于全球前三甲,每年的营收、净利润增长以及毛利率都相对稳定。参加此次FPGA邀请赛高峰论坛的深圳市紫光同创电子有限公司营销中心总经理包朝伟表示,这三家厂商占据绝大部分的市场份额,尤其是Xilinx,长期占据行业龙头位置,年产值超过23亿美元,全球市场份额超过50%,且还在持续增长。技术方面,近十年FPGA没有根本性的进步,行业垄断已经形成。

  Xilinx、Altera、LatTIce、Microsemi等厂商共计拥有超过10000件专利,占总量60%以上,FPGA架构和核心电路、应用方案,基本被这几家国外厂商专利网覆盖,后进者发展受到极大限制。资料显示,Xilinx Virtex UltraScale Plus系列产品,采用16纳米先进制程工艺,拥有超过28520万门,Serdes速率为32.75Gbps ,即将开始量产,在技术上依旧领先竞争对手。

  中国的现状和机遇

  数据显示,中国FPGA市场国产化率非常低,政府部门国产应用率不足30%,还有很大提升空间,商用市场国产化率就更低,形势不容乐观。包朝伟表示,国内厂商FPGA产品在中国市场的份额总计不足5%,只有紫光同创、安路等厂商在中低密度市场取得了一些成绩。

  不过,由于全球绝大部分FPGA专业人才集中在前几家龙头厂商,其它厂商人才匮乏,再加上FPGA开发需要最先进的制造封测工艺、软件开发难度大、IP多且杂,需要大量应用才能支撑市场,因此中国目前的发展存在严重滞后的问题。当然,这也是国内厂商的发展机会。从信息、产业和国防安全等方面考虑,中国不仅需要自主FPGA,而且还需要将其快速国产化。

  在AI、IoT、5G快速发展和即将商用的情况下,预计将带来庞大的FPGA增量市场,而这也是国内厂商快速切入的时机。

  据悉,紫光同创TItan系列FPGA产品采用40纳米制程工艺,拥有超过2500万门,Serdes速率为6.25Gbps,目前已经量产,并在通信、安全等中高密度市场逐步打开局面。

  当前,在国家大力支持集成电路产业发展的环境下,对于尚不够强大的中国FPGA企业来说不失为黄金发展时机,如何把握机会快速做大做强将是对每一家企业的考验。


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