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隨著5G基礎設施的普及和 AI技術迅速發展，FPGA的需求量也不斷增長。根據MRFR的數據，2018年全球FPGA的市場規模增長至63.35億美元，預測到2025年將有望達到約125.21億美元。目前超過97%的FPGA份額被賽靈思、英特爾等海外廠商占據，幾乎壟斷了市場。加之美國對中國芯片產業實施堅決的制裁手段，中美貿易局勢緊張，我國發展核心產業迫在眉睫。
國家開始在政策上對芯片國產化加大支持。與此同時，出于供應鏈安全考慮，很多國內客戶也更多地考慮選擇國產，為國產FPGA的發展提供優越的發展環境。在“國產化”浪潮的推動之下，國內FPGA企業將迎來高速成長。
在日前的深圳國際電子展（ELEXCON 2019）上，我愛方案網針對國產FPGA的現狀、未來的發展機會以及在重圍之下逆襲的策略采訪了國產FPGA廠商的代表——深圳市紫光同創電子有限公司市場總監呂喆。
深圳市紫光同創電子有限公司市場總監呂喆
國產FPGA實力大幅提升
近年來，國內FPGA技術已突破千萬門級，順利進入通信、汽車等主要行業。國產FPGA企業的研發體系、產品性能、交付質量等方面都有大幅提升。
呂喆先生表示，國內對FPGA的需求用量，基本集中在30萬個邏輯器件以下，紫光同創的產品線可以完整覆蓋大部分市場應用需求，包括通信、工業和消費類應用。以紫光同創為代表的國內廠商正在不斷加速追趕國際廠商。從發展歷程來說，紫光同創先把18萬邏輯器件產品做出來后再面向市場向入門級發展。目前為止紫光同創的18萬邏輯器件代表著國內最先進、最高端的一個水平。其FPGA產品指標甚至足以比肩甚至超過國際大廠，比如邏輯器件方面，某國際大廠的僅能做到15萬個；SERDES速率上，6.25Gbps也超過多家國際大廠的5Gbps等。
三大關口入手突破
與此同時,國產FPGA仍任重道遠，與國外企業還有較大差距。國產FPGA在硬件性能指標上也落后于賽靈思、英特爾等海外廠商，而且國內尚未形成完善的生態環境。呂喆先生認為，目前國產FPGA需要從硬件架構、軟件工具和IP三方面實現突破。“以人工智能數據中心為例，國產要彎道超車的話還是任重而道遠的。首先你的器件性能和規模要達到一定的層面，你才具備去做這個應用行業的基礎；其次，你整個生態軟件工具鏈也是很重要的。”
硬件架構方面，工藝節點、邏輯規模和高速射頻收發器SERDES的速率被作為評判一家FPGA廠商能力的三大指標。工藝要逐步從28納米發展到16納米,并進一步朝國際水平10納米和7納米靠攏。邏輯規模要逐步從18萬個邏輯單元發展到900萬、1000萬個邏輯單元。高速射頻收發器SERDES的性能要從6.25Gbps往13Gbps及32Gbps努力，最后追上100個Gbps。
軟件工具比硬件門檻更高，邏輯器件發展得越大，對軟件工具的挑戰越大，特別是布局布線的算法是成指數級的增長。而IP是為了讓用戶能夠快速地用起產品，為用戶提供現成的可調用的IP，IP是否齊、能否達到足夠的性能和穩定性是非常關鍵的。
進階之路分三步走
通信、消費電子、汽車是FPGA主要存量應用場景，市場規模持續增長。從FPGA傳統市場來說，通信是第一大市場，約占40%，工業次之，約占20%。紫光同創的FPGA有三個產品系列：高性能Titan系列、高性價比Logos系列和低功耗CPLD產品Compact系列，汽車和工業是紫光同創的兩大聚焦市場，同時還布局了消費、醫療、測試測量等市場。
呂喆先生說，紫光同創的目標是先替代，再在替代的基礎上做一些差異化創新和拓展。“從戰略上來說分三步走：一是近兩到三年主要以替代為主，客戶有需求要替代的話，要能夠滿足客戶這個替代的需求；二是創新，做些差異化的東西；三是引領，做到跟賽靈思和英特爾他們差距至少縮小到一代，某種程度上可以引領一些趨勢。”
呂喆先生強調產品的規格性能和品質是國產FPGA需要非常重視的兩個方面。在此基礎上，先抓住有替代剛需的客戶需求，比如中美貿易局勢下的國產化替代需求；然后，要給客戶帶來價值，就是除了品質和芯片性能以外，要提供芯片成本優勢，讓客戶感受到有相應的價值。
差異化創新方面主要從兩方面進行，一方面是針對客戶的差異化：國內廠商離客戶比較近，可以進行及時、深度溝通，并進行針對性的定制化；國際廠商的決策不在國內，無法針對中國的某一客戶太多的定制服務。另一方面是針對需求的差異化，比如針對消費類的市場或者高速接口的需求，國內廠商可以針對應用的需求來快速響應市場的變化，把相應新的功能或者是一些新的特征加進去。定制并非綁定某個客戶而定制，而是通過滿足客戶的具體需求來定制，但芯片做出來還是通用的。
可以說，以紫光同創為代表的國產FPGA能夠獲得高速發展，自有相對優勢，具體來說也有三點：一是國產化的需求趨勢；二是貼近客戶、了解客戶需求并針對性地進行差異化和定制化；三是成本優勢，包括運營成本、封測等成本，以及不追求過高的毛利率而讓利于客戶等。紫光同創已有布局更高端工藝、更高端器件的規劃，同時也在尋求國內專業合作伙伴，做一些面對各垂直細分市場的解決方案。紫光同創從端到端的解決方案開始切入，先解決實際的應用問題，也可以加速追趕的速度。
此外，為了解決高端、核心FPGA專業性人才欠缺的行業現況，紫光同創針對高校做了大學計劃，去支持高效的FPGA、集成電路設計方面的競賽，通過鼓勵和帶動，讓更多高校學生接觸、了解國產FPGA。
國產FPGA起步較晚，雖落后但追趕速度較快，未來隨著更多企業的發力和技術突破，國產FPGA在進階之路將越走越遠。
