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隨著5G基礎(chǔ)設(shè)施的普及和 AI技術(shù)迅速發(fā)展，FPGA的需求量也不斷增長。根據(jù)MRFR的數(shù)據(jù)，2018年全球FPGA的市場規(guī)模增長至63.35億美元，預(yù)測到2025年將有望達(dá)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(jù)，幾乎壟斷了市場。加之美國對中國芯片產(chǎn)業(yè)實(shí)施堅決的制裁手段，中美貿(mào)易局勢緊張，我國發(fā)展核心產(chǎn)業(yè)迫在眉睫。
國家開始在政策上對芯片國產(chǎn)化加大支持。與此同時，出于供應(yīng)鏈安全考慮，很多國內(nèi)客戶也更多地考慮選擇國產(chǎn)，為國產(chǎn)FPGA的發(fā)展提供優(yōu)越的發(fā)展環(huán)境。在“國產(chǎn)化”浪潮的推動之下，國內(nèi)FPGA企業(yè)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(wǎng)針對國產(chǎn)FPGA的現(xiàn)狀、未來的發(fā)展機(jī)會以及在重圍之下逆襲的策略采訪了國產(chǎn)FPGA廠商的代表——深圳市紫光同創(chuàng)電子有限公司市場總監(jiān)呂喆。
深圳市紫光同創(chuàng)電子有限公司市場總監(jiān)呂喆
國產(chǎn)FPGA實(shí)力大幅提升
近年來，國內(nèi)FPGA技術(shù)已突破千萬門級，順利進(jìn)入通信、汽車等主要行業(yè)。國產(chǎn)FPGA企業(yè)的研發(fā)體系、產(chǎn)品性能、交付質(zhì)量等方面都有大幅提升。
呂喆先生表示，國內(nèi)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(chuàng)的產(chǎn)品線可以完整覆蓋大部分市場應(yīng)用需求，包括通信、工業(yè)和消費(fèi)類應(yīng)用。以紫光同創(chuàng)為代表的國內(nèi)廠商正在不斷加速追趕國際廠商。從發(fā)展歷程來說，紫光同創(chuàng)先把18萬邏輯器件產(chǎn)品做出來后再面向市場向入門級發(fā)展。目前為止紫光同創(chuàng)的18萬邏輯器件代表著國內(nèi)最先進(jìn)、最高端的一個水平。其FPGA產(chǎn)品指標(biāo)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(guān)口入手突破
與此同時,國產(chǎn)FPGA仍任重道遠(yuǎn)，與國外企業(yè)還有較大差距。國產(chǎn)FPGA在硬件性能指標(biāo)上也落后于賽靈思、英特爾等海外廠商，而且國內(nèi)尚未形成完善的生態(tài)環(huán)境。呂喆先生認(rèn)為，目前國產(chǎn)FPGA需要從硬件架構(gòu)、軟件工具和IP三方面實(shí)現(xiàn)突破?！?/span>以人工智能數(shù)據(jù)中心為例，國產(chǎn)要彎道超車的話還是任重而道遠(yuǎn)的。首先你的器件性能和規(guī)模要達(dá)到一定的層面，你才具備去做這個應(yīng)用行業(yè)的基礎(chǔ)；其次，你整個生態(tài)軟件工具鏈也是很重要的。”
硬件架構(gòu)方面，工藝節(jié)點(diǎn)、邏輯規(guī)模和高速射頻收發(fā)器SERDES的速率被作為評判一家FPGA廠商能力的三大指標(biāo)。工藝要逐步從28納米發(fā)展到16納米,并進(jìn)一步朝國際水平10納米和7納米靠攏。邏輯規(guī)模要逐步從18萬個邏輯單元發(fā)展到900萬、1000萬個邏輯單元。高速射頻收發(fā)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(fā)展得越大，對軟件工具的挑戰(zhàn)越大，特別是布局布線的算法是成指數(shù)級的增長。而IP是為了讓用戶能夠快速地用起產(chǎn)品，為用戶提供現(xiàn)成的可調(diào)用的IP，IP是否齊、能否達(dá)到足夠的性能和穩(wěn)定性是非常關(guān)鍵的。
進(jìn)階之路分三步走
通信、消費(fèi)電子、汽車是FPGA主要存量應(yīng)用場景，市場規(guī)模持續(xù)增長。從FPGA傳統(tǒng)市場來說，通信是第一大市場，約占40%，工業(yè)次之，約占20%。紫光同創(chuàng)的FPGA有三個產(chǎn)品系列：高性能Titan系列、高性價比Logos系列和低功耗CPLD產(chǎn)品Compact系列，汽車和工業(yè)是紫光同創(chuàng)的兩大聚焦市場，同時還布局了消費(fèi)、醫(yī)療、測試測量等市場。
呂喆先生說，紫光同創(chuàng)的目標(biāo)是先替代，再在替代的基礎(chǔ)上做一些差異化創(chuàng)新和拓展。“從戰(zhàn)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(chuàng)新，做些差異化的東西；三是引領(lǐng)，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(lǐng)一些趨勢。”
呂喆先生強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的規(guī)格性能和品質(zhì)是國產(chǎn)FPGA需要非常重視的兩個方面。在此基礎(chǔ)上，先抓住有替代剛需的客戶需求，比如中美貿(mào)易局勢下的國產(chǎn)化替代需求；然后，要給客戶帶來價值，就是除了品質(zhì)和芯片性能以外，要提供芯片成本優(yōu)勢，讓客戶感受到有相應(yīng)的價值。
差異化創(chuàng)新方面主要從兩方面進(jìn)行，一方面是針對客戶的差異化：國內(nèi)廠商離客戶比較近，可以進(jìn)行及時、深度溝通，并進(jìn)行針對性的定制化；國際廠商的決策不在國內(nèi)，無法針對中國的某一客戶太多的定制服務(wù)。另一方面是針對需求的差異化，比如針對消費(fèi)類的市場或者高速接口的需求，國內(nèi)廠商可以針對應(yīng)用的需求來快速響應(yīng)市場的變化，把相應(yīng)新的功能或者是一些新的特征加進(jìn)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(chuàng)為代表的國產(chǎn)FPGA能夠獲得高速發(fā)展，自有相對優(yōu)勢，具體來說也有三點(diǎn)：一是國產(chǎn)化的需求趨勢；二是貼近客戶、了解客戶需求并針對性地進(jìn)行差異化和定制化；三是成本優(yōu)勢，包括運(yùn)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(chuàng)已有布局更高端工藝、更高端器件的規(guī)劃，同時也在尋求國內(nèi)專業(yè)合作伙伴，做一些面對各垂直細(xì)分市場的解決方案。紫光同創(chuàng)從端到端的解決方案開始切入，先解決實(shí)際的應(yīng)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(yè)性人才欠缺的行業(yè)現(xiàn)況，紫光同創(chuàng)針對高校做了大學(xué)計劃，去支持高效的FPGA、集成電路設(shè)計方面的競賽，通過鼓勵和帶動，讓更多高校學(xué)生接觸、了解國產(chǎn)FPGA。
國產(chǎn)FPGA起步較晚，雖落后但追趕速度較快，未來隨著更多企業(yè)的發(fā)力和技術(shù)突破，國產(chǎn)FPGA在進(jìn)階之路將越走越遠(yuǎn)。
