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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(zhǎng)。根據(jù)MRFR的數(shù)據(jù)，2018年全球FPGA的市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)至63.35億美元，預(yù)測(cè)到2025年將有望達(dá)到約125.21億美元。目前超過(guò)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(chǎng)。加之美國(guó)對(duì)中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)實(shí)施堅(jiān)決的制裁手段，中美貿(mào)易局勢(shì)緊張，我國(guó)發(fā)展核心產(chǎn)業(yè)迫在眉睫。

國(guó)家開(kāi)始在政策上對(duì)芯片國(guó)產(chǎn)化加大支持。與此同時(shí)，出于供應(yīng)鏈安全考慮，很多國(guó)內(nèi)客戶也更多地考慮選擇國(guó)產(chǎn)，為國(guó)產(chǎn)FPGA的發(fā)展提供優(yōu)越的發(fā)展環(huán)境。在“國(guó)產(chǎn)化”浪潮的推動(dòng)之下，國(guó)內(nèi)FPGA企業(yè)將迎來(lái)高速成長(zhǎng)。

在日前的深圳國(guó)際電子展（ELEXCON 2019）上，我愛(ài)方案網(wǎng)針對(duì)國(guó)產(chǎn)FPGA的現(xiàn)狀、未來(lái)的發(fā)展機(jī)會(huì)以及在重圍之下逆襲的策略采訪了國(guó)產(chǎn)FPGA廠商的代表——深圳市紫光同創(chuàng)電子有限公司市場(chǎng)總監(jiān)呂喆。

深圳市紫光同創(chuàng)電子有限公司市場(chǎng)總監(jiān)呂喆

國(guó)產(chǎn)FPGA實(shí)力大幅提升

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)FPGA技術(shù)已突破千萬(wàn)門(mén)級(jí)，順利進(jìn)入通信、汽車(chē)等主要行業(yè)。國(guó)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(guó)內(nèi)對(duì)FPGA的需求用量，基本集中在30萬(wàn)個(gè)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(chǎng)應(yīng)用需求，包括通信、工業(yè)和消費(fèi)類(lèi)應(yīng)用。以紫光同創(chuàng)為代表的國(guó)內(nèi)廠商正在不斷加速追趕國(guó)際廠商。從發(fā)展歷程來(lái)說(shuō)，紫光同創(chuàng)先把18萬(wàn)邏輯器件產(chǎn)品做出來(lái)后再面向市場(chǎng)向入門(mén)級(jí)發(fā)展。目前為止紫光同創(chuàng)的18萬(wàn)邏輯器件代表著國(guó)內(nèi)最先進(jìn)、最高端的一個(gè)水平。其FPGA產(chǎn)品指標(biāo)甚至足以比肩甚至超過(guò)國(guó)際大廠，比如邏輯器件方面，某國(guó)際大廠的僅能做到15萬(wàn)個(gè)；SERDES速率上，6.25Gbps也超過(guò)多家國(guó)際大廠的5Gbps等。

三大關(guān)口入手突破

與此同時(shí),國(guó)產(chǎn)FPGA仍任重道遠(yuǎn)，與國(guó)外企業(yè)還有較大差距。國(guó)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(guó)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(guó)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。“以人工智能數(shù)據(jù)中心為例，國(guó)產(chǎn)要彎道超車(chē)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(gè)應(yīng)用行業(yè)的基礎(chǔ)；其次，你整個(gè)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(píng)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(guó)際水平10納米和7納米靠攏。邏輯規(guī)模要逐步從18萬(wàn)個(gè)邏輯單元發(fā)展到900萬(wàn)、1000萬(wàn)個(gè)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(gè)Gbps。

軟件工具比硬件門(mén)檻更高，邏輯器件發(fā)展得越大，對(duì)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(jí)的增長(zhǎng)。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(chē)是FPGA主要存量應(yīng)用場(chǎng)景，市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。從FPGA傳統(tǒng)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，通信是第一大市場(chǎng)，約占40%，工業(yè)次之，約占20%。紫光同創(chuàng)的FPGA有三個(gè)產(chǎn)品系列：高性能Titan系列、高性價(jià)比Logos系列和低功耗CPLD產(chǎn)品Compact系列，汽車(chē)和工業(yè)是紫光同創(chuàng)的兩大聚焦市場(chǎng)，同時(shí)還布局了消費(fèi)、醫(yī)療、測(cè)試測(cè)量等市場(chǎng)。

呂喆先生說(shuō)，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(lái)說(shuō)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(gè)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(shì)。”

呂喆先生強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的規(guī)格性能和品質(zhì)是國(guó)產(chǎn)FPGA需要非常重視的兩個(gè)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(shì)下的國(guó)產(chǎn)化替代需求；然后，要給客戶帶來(lái)價(jià)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(shì)，讓客戶感受到有相應(yīng)的價(jià)值。

差異化創(chuàng)新方面主要從兩方面進(jìn)行，一方面是針對(duì)客戶的差異化：國(guó)內(nèi)廠商離客戶比較近，可以進(jìn)行及時(shí)、深度溝通，并進(jìn)行針對(duì)性的定制化；國(guó)際廠商的決策不在國(guó)內(nèi)，無(wú)法針對(duì)中國(guó)的某一客戶太多的定制服務(wù)。另一方面是針對(duì)需求的差異化，比如針對(duì)消費(fèi)類(lèi)的市場(chǎng)或者高速接口的需求，國(guó)內(nèi)廠商可以針對(duì)應(yīng)用的需求來(lái)快速響應(yīng)市場(chǎng)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(gè)客戶而定制，而是通過(guò)滿足客戶的具體需求來(lái)定制，但芯片做出來(lái)還是通用的。

可以說(shuō)，以紫光同創(chuàng)為代表的國(guó)產(chǎn)FPGA能夠獲得高速發(fā)展，自有相對(duì)優(yōu)勢(shì)，具體來(lái)說(shuō)也有三點(diǎn)：一是國(guó)產(chǎn)化的需求趨勢(shì)；二是貼近客戶、了解客戶需求并針對(duì)性地進(jìn)行差異化和定制化；三是成本優(yōu)勢(shì)，包括運(yùn)營(yíng)成本、封測(cè)等成本，以及不追求過(guò)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(shí)也在尋求國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)合作伙伴，做一些面對(duì)各垂直細(xì)分市場(chǎng)的解決方案。紫光同創(chuàng)從端到端的解決方案開(kāi)始切入，先解決實(shí)際的應(yīng)用問(wèn)題，也可以加速追趕的速度。

此外，為了解決高端、核心FPGA專(zhuān)業(yè)性人才欠缺的行業(yè)現(xiàn)況，紫光同創(chuàng)針對(duì)高校做了大學(xué)計(jì)劃，去支持高效的FPGA、集成電路設(shè)計(jì)方面的競(jìng)賽，通過(guò)鼓勵(lì)和帶動(dòng)，讓更多高校學(xué)生接觸、了解國(guó)產(chǎn)FPGA。

國(guó)產(chǎn)FPGA起步較晚，雖落后但追趕速度較快，未來(lái)隨著更多企業(yè)的發(fā)力和技術(shù)突破，國(guó)產(chǎn)FPGA在進(jìn)階之路將越走越遠(yuǎn)。