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【MATLAB代做|FPGA代做】全球FPGA芯片发展格局与中国厂商崛起之路

时间:2018-8-16 19:38:38 点击:

  核心提示:全球FPGA芯片发展格局与中国厂商崛起之路...

(1)特点与发展:FPGA芯片并不像CPU那样用途广泛,但FPGA有非常显著的特性。我们简单说下FPGA芯片的起源和发展。FPGA在上个世纪80年代中期由美国赛灵思(Xilinx)公司发明,特点是交付客户时,芯片本身不具备任何功能,也就是芯片装到系统上是无法工作的,必须由用户通过软件来编程,从而实现芯片的各种功能,使其在系统上发挥作用,所以我们叫它可编程器件。可编程体现在用户手上可通过软件编程实现各种各样功能。FPGA芯片面世后,并没有得到市场广泛关注,但是随着几个重大产业的发展,包括通信产业发展,通信设备市场不断生长,特别是2G,3G,往4G/5G演化,无线和有线网络的增长,FPGA成为了一类重要器件。在近十年的半导体公司全球排名中,FPGA芯片的主要厂商都是跻身前十的,在Altera没有被英特尔收购之前,赛灵思和Altera这两家一直处于fabless的全球前十位,这是FPGA发展的过程。


(2)重要性:我们知道在上个世纪80年代,赛灵思公司发明的FPGA,然后到目前为止,全球能够设计生产制造FPGA的公司,全部是美国公司。所以这一点,结合FPGA芯片成为在通信设备中的核心器件,FPGA芯片在无形中变成了国与国之间的一个利益交换工具。我们可以看到,在贸易摩擦背景下,美国对中国限售元件清单中,一般首先都会涉及FPGA这些核心器件,虽然也有其他器件被禁止,但是FPGA对于通信/航空航天/军工领域很关键,对高精尖领域有较大影响。所以FPGA芯片在当下很容易成为国与国之间博弈工具。


(3)市场与应用:全球FPGA市场规模大概 50亿美元。FPGA市场具有明显的双寡头垄断特点。一家是赛灵思科技,目前市场份额超过50%。第二位是Altera公司,现已经被英特尔收购,它是另一个市场份额的主要占有者,大概有40%左右市场份额,所以赛灵思和Altera两者加起来就超过了90%,剩余几家在剩余10%中,包括有两家占比较大的美国公司如Lattice,占有7-8%,还有一家是Microsemi,现已被收购,占有2-3%,这就是整个全球FPGA公司的情况。从具体应用市场来看,通信和数据中心是目前FPGA主力市场,市场份额55%;第二是工业市场,市场份额20%;第三是军工、航天等市场,占FPGA出货量20%,剩下还有5%左右的消费电子领域。


(4)行业壁垒:FPGA现在在国内也是一个不断探索的过程,包括高校如复旦大学,还有一些企业、研究所都在关注,但是发展FPGA有较大困难,可以看到FPGA在上个世纪80年代在美国发明之后,美国资本曾投入的公司不少于200家,如IBM最早也在FPGA领域有过投入,朗讯、三星也都投过,也包括其他很多资本。最后生存下来的还是赛灵思和Altera这两个寡头。在这方面,整个投资额超过30亿美金。在上个世纪,美国企业和资本能投入这么多,为什么还是只有两家公司能存活,其他的公司生存非常艰难呢?


因为FPGA和其他芯片有较大的区别:首先,技术门槛高,FPGA芯片,要求企业必须要自己做芯片,自己做软件。第二个因素就是专利门槛,FPGA都是基本美国公司在做,核心专利基本全部被美国公司垄断,这造成其他新的玩家进入这个市场不得不面临很高的知识产权门槛。第三个门槛是人才门槛,FPGA都是美国公司在做,美国政府对FPGA人才有明确限制,禁止本国公民给美国以外的公司研发FPGA芯片。第四个门槛是资金门槛,FPGA需要持续不断、大批量的资金投入,来建立丰富FPGA库。以上这些特点,都造成FPGA的投入是长期而巨大的。同时FPGA的市场准入门槛非常高,客户依赖性强,这也导致了为什么投入很多,但是新型FPGA公司依然很少,以及为什么国内FPGA企业发展缓慢。

 

(5)同创等国内现状:最后简单说明下国内FPGA发展状况。紫光同创成立于2013年,是现在的紫光国微投资约1.5亿人民币出资成立的FPGA公司,专注于可编程器件的研发和销售,公司的愿景就是承担产业责任,承担国家责任,实现中国自主FPGA产品,打破美国垄断。公司发展到现在已经形成3个系列的产品,包括了高中低三个系列,最高端产品是Titan系列,是面对通信设备、数据中心这类对高端FPGA有需求的市场。第二类产品是高性价比的Logos系列, 针对工业控制市场。第三类产品Compact系列PCLD产品,这类器件市场规模非常小,但价格很便宜,校验数据不会丢失,所以叫非易失类CPLD,市场规模非常稳定,在通讯设备,工业控制,在消费市场都有应用。目前公司在三个系列都推出了第一代产品,Titan系列第一款产品为PGT180H,Logos系列第一款产品为PGL22G,Compact系列第一款产品为PPGC2400。紫光同创同时推出了高中低三个档次不同类型的器件。


公司目前在高端市场里已经获得主流通信设备公司的供应商资质认证。公司接下去会在这三个系列中丰富产品,打出各种型号/配置的产品满足高中低三个市场不同场景的需要。国内也有其他几家公司做FPGA, 都是这三四年出现的,包括上海安路科技,广东高云,京微齐力,上海遨格微(AGM)等。这几家公司FPGA主要面向工业类、高性价比的FPGA器件,有一定出货量。目前国内的FPGA水平和国外相比还是有很大差距,我们判断相差两代产品左右。

Tags:FPGA芯片 
作者:FPGA芯片 来源:FPGA芯片
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