突破核心應(yīng)用領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)FPGA發(fā)展新起點(diǎn)

“如今國(guó)內(nèi)FPGA技術(shù)已突破千萬門級(jí),中小容量器件可替代大部分進(jìn)口器件,國(guó)產(chǎn)FPGA進(jìn)入主流通信等行業(yè),FPGA公司產(chǎn)品研發(fā)體系、質(zhì)量交付、可靠性等方面大幅提升,而大量用戶使用也在推動(dòng)FPGA軟件的升級(jí)迭代。與此同時(shí),國(guó)產(chǎn)FPGA仍任重道遠(yuǎn),目前尚未形成良好的生態(tài)環(huán)境,例如工藝落后國(guó)際三代,體量差異巨大。”安路科技副總經(jīng)理陳利光博士在ICCAD 2019上對(duì)我國(guó)FPGA產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來進(jìn)行了剖析。

安路科技副總陳利光博士

【國(guó)產(chǎn)FPGA的“破”與“立”】

談及FPGA要從上世紀(jì)80年代講起。1983年,Altera公司成立;1984年Xilinx公司成立;1985年,Actel公司成立。

上世紀(jì)90年代,中國(guó)學(xué)術(shù)界也開始了對(duì)FPGA技術(shù)的探索,復(fù)旦大學(xué)、中科院電子所、中科院微電子所是重要力量。而我國(guó)工業(yè)界卻起步相對(duì)較晚,始于2012年。而后安路科技、紫光同創(chuàng)、廣東高云、西安智多晶等企業(yè)先后成立,逐漸成長(zhǎng)為國(guó)內(nèi)FPGA行業(yè)的發(fā)展力量。

值得注意的是,中國(guó)FPGA誕生的時(shí)代,國(guó)際FPGA產(chǎn)業(yè)也正經(jīng)歷巨大的變化。

2010年之前,FPGA產(chǎn)品的升級(jí)迭代主要是依靠容量的提升,并未改變“邏輯器件”的屬性。而從2010年開始,FPGA內(nèi)部架構(gòu)逐漸發(fā)生變化,集成的CPU、高速接口等模塊越來越多,用“FPGA”已經(jīng)不能準(zhǔn)確的表述這個(gè)器件的屬性。陳利光博士表示,當(dāng)前可以認(rèn)為是FPGA“架構(gòu)創(chuàng)新”的時(shí)代。

這樣的產(chǎn)業(yè)背景也意味著國(guó)產(chǎn)FPGA的起點(diǎn)要求較高。但陳利光博士表示,變化之中蘊(yùn)藏著更多機(jī)會(huì)。

經(jīng)過幾年發(fā)展,我國(guó)FPGA實(shí)現(xiàn)了中小容量器件可替代大部分進(jìn)口器件,國(guó)產(chǎn)FPGA芯片客戶接受度逐步提升等。當(dāng)然,我國(guó)FPGA與國(guó)際先進(jìn)水平還有很大差距。這個(gè)差距可以用一組數(shù)字來表示。

2018年全球FPGA市場(chǎng)規(guī)模約60億美元,Xilinx占比為49%,Intel(Altera)占比為32%,Lattice與Microsemi(Actel)分別占據(jù)了全球市場(chǎng)的6%。而據(jù)統(tǒng)計(jì),國(guó)產(chǎn)FPGA估計(jì)只占據(jù)全球市場(chǎng)2~3%的份額。

2%與98%差距的根源是什么?

陳利光博士也給出了進(jìn)一步解釋——不論是制造工藝、規(guī)模容量還是軟件能力,國(guó)產(chǎn)FPGA與國(guó)際主流都存在一定差距。

FPGA由于其基礎(chǔ)通用性,應(yīng)用范圍廣泛,全球市場(chǎng)規(guī)模也呈增長(zhǎng)趨勢(shì),預(yù)計(jì)2025年全球市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)125億美元。與廣闊市場(chǎng)形成鮮明對(duì)比的是,FPGA是一個(gè)高度集中的行業(yè)。2%代表了國(guó)產(chǎn)FPGA突破,也代表了國(guó)產(chǎn)FPGA的不足,同時(shí)意味著國(guó)產(chǎn)FPGA的未來之路有無限可能。

陳利光博士畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué),是FPGA圈的“老兵”,作為國(guó)內(nèi)FPGA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展見證者之一,他對(duì)“2%”也發(fā)出自己的感慨——盡管2%的占比很小很小,但相對(duì)于過去還是很大的進(jìn)步。

【國(guó)產(chǎn)FPGA未來之路】

在經(jīng)歷了從細(xì)分市場(chǎng)與邊緣市場(chǎng)切入的生存探索階段,我國(guó)FPGA已進(jìn)入發(fā)展跟隨的階段,在這個(gè)階段,國(guó)產(chǎn)FPGA進(jìn)入通信、安防等核心市場(chǎng)并進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。

據(jù)統(tǒng)計(jì)國(guó)產(chǎn)FPGA應(yīng)用最為廣泛的是通信行業(yè),占比為35%,工業(yè)、軍工航天、數(shù)據(jù)中心、汽車電子、消費(fèi)電子所占比例分別為28%、14%、9%、8%、6%。

陳利光博士指出,國(guó)產(chǎn)FPGA突破核心應(yīng)用領(lǐng)域,進(jìn)入發(fā)展新起點(diǎn)。未來,國(guó)FPGA也必將進(jìn)入創(chuàng)新引領(lǐng)的時(shí)代。

而實(shí)現(xiàn)這一愿景,國(guó)產(chǎn)FPGA需要突破軟件瓶頸、質(zhì)量瓶頸與技術(shù)瓶頸。例如,在技術(shù)方面,工藝要逐步從28nm發(fā)展到16nm,并進(jìn)一步朝國(guó)際水平7nm靠攏等,由于FPGA的“綜合性”越來越強(qiáng),內(nèi)部集成了多種功能的模塊,向先進(jìn)制程邁進(jìn)并非一件易事。

對(duì)于未來FPGA拼什么、如何獲得更高的市場(chǎng)占比,陳利光博士也給出了自己的看法。他認(rèn)為,現(xiàn)在已不是僅拼容量的時(shí)代,FPGA技術(shù)將向著異構(gòu)、平臺(tái)化、大容量趨勢(shì)發(fā)展。

此外,陳利光博士指出,我國(guó)FPGA產(chǎn)業(yè)應(yīng)抓住國(guó)產(chǎn)替代機(jī)遇,實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。

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