突破核心应用领域,国产FPGA发展新起点

“如今国内FPGA技术已突破千万门级,中小容量器件可替代大部分进口器件,国产FPGA进入主流通信等行业,FPGA公司产品研发体系、质量交付、可靠性等方面大幅提升,而大量用户使用也在推动FPGA软件的升级迭代。与此同时,国产FPGA仍任重道远,目前尚未形成良好的生态环境,例如工艺落后国际三代,体量差异巨大。”安路科技副总经理陈利光博士在ICCAD 2019上对我国FPGA产业现状及未来进行了剖析。

安路科技副总陈利光博士

【国产FPGA的“破”与“立”】

谈及FPGA要从上世纪80年代讲起。1983年,Altera公司成立;1984年Xilinx公司成立;1985年,Actel公司成立。

上世纪90年代,中国学术界也开始了对FPGA技术的探索,复旦大学、中科院电子所、中科院微电子所是重要力量。而我国工业界却起步相对较晚,始于2012年。而后安路科技、紫光同创、广东高云、西安智多晶等企业先后成立,逐渐成长为国内FPGA行业的发展力量。

值得注意的是,中国FPGA诞生的时代,国际FPGA产业也正经历巨大的变化。

2010年之前,FPGA产品的升级迭代主要是依靠容量的提升,并未改变“逻辑器件”的属性。而从2010年开始,FPGA内部架构逐渐发生变化,集成的CPU、高速接口等模块越来越多,用“FPGA”已经不能准确的表述这个器件的属性。陈利光博士表示,当前可以认为是FPGA“架构创新”的时代。

这样的产业背景也意味着国产FPGA的起点要求较高。但陈利光博士表示,变化之中蕴藏着更多机会。

经过几年发展,我国FPGA实现了中小容量器件可替代大部分进口器件,国产FPGA芯片客户接受度逐步提升等。当然,我国FPGA与国际先进水平还有很大差距。这个差距可以用一组数字来表示。

2018年全球FPGA市场规模约60亿美元,Xilinx占比为49%,Intel(Altera)占比为32%,Lattice与Microsemi(Actel)分别占据了全球市场的6%。而据统计,国产FPGA估计只占据全球市场2~3%的份额。

2%与98%差距的根源是什么?

陈利光博士也给出了进一步解释——不论是制造工艺、规模容量还是软件能力,国产FPGA与国际主流都存在一定差距。

FPGA由于其基础通用性,应用范围广泛,全球市场规模也呈增长趋势,预计2025年全球市场规模可达125亿美元。与广阔市场形成鲜明对比的是,FPGA是一个高度集中的行业。2%代表了国产FPGA突破,也代表了国产FPGA的不足,同时意味着国产FPGA的未来之路有无限可能。

陈利光博士毕业于复旦大学,是FPGA圈的“老兵”,作为国内FPGA产业的发展见证者之一,他对“2%”也发出自己的感慨——尽管2%的占比很小很小,但相对于过去还是很大的进步。

【国产FPGA未来之路】

在经历了从细分市场与边缘市场切入的生存探索阶段,我国FPGA已进入发展跟随的阶段,在这个阶段,国产FPGA进入通信、安防等核心市场并进入快速增长期。

据统计国产FPGA应用最为广泛的是通信行业,占比为35%,工业、军工航天、数据中心、汽车电子、消费电子所占比例分别为28%、14%、9%、8%、6%。

陈利光博士指出,国产FPGA突破核心应用领域,进入发展新起点。未来,国FPGA也必将进入创新引领的时代。

而实现这一愿景,国产FPGA需要突破软件瓶颈、质量瓶颈与技术瓶颈。例如,在技术方面,工艺要逐步从28nm发展到16nm,并进一步朝国际水平7nm靠拢等,由于FPGA的“综合性”越来越强,内部集成了多种功能的模块,向先进制程迈进并非一件易事。

对于未来FPGA拼什么、如何获得更高的市场占比,陈利光博士也给出了自己的看法。他认为,现在已不是仅拼容量的时代,FPGA技术将向着异构、平台化、大容量趋势发展。

此外,陈利光博士指出,我国FPGA产业应抓住国产替代机遇,实现快速发展。

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