由于FPGA高靈活性的特點(diǎn)，它已廣泛應(yīng)用是在通訊系統(tǒng)、工業(yè)控制、武器控制、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。隨著2020年5G大規(guī)模商用的到來(lái)，芯片應(yīng)用個(gè)性化、多元化、短周期的設(shè)計(jì)需求日益激增，F(xiàn)PGA迎來(lái)了大展身手的機(jī)會(huì)，有望在5G終端、AIoT、數(shù)據(jù)中心、邊緣計(jì)算、醫(yī)療電子等新興應(yīng)用提速增長(zhǎng)。233esmc

本期《國(guó)際電子商情》有幸邀請(qǐng)三家本土FPGA主力軍企業(yè)，共同探討國(guó)產(chǎn)FPGA的破局之道。233esmc

新興應(yīng)用一炮打響70億FPGA市場(chǎng)

雖然FPGA市場(chǎng)不如處理器、存儲(chǔ)市場(chǎng)這般成熟且龐大，但其增速在近年來(lái)尤為明顯。包括MRFR、Gartner在內(nèi)的多家國(guó)際市場(chǎng)機(jī)構(gòu)給出的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)都十分相近，預(yù)估2020年FPGA的市場(chǎng)規(guī)模將在70～80億美元區(qū)間，年復(fù)合增長(zhǎng)率大概在10%左右。這種增長(zhǎng)幅度遠(yuǎn)大于ASIC和ASSP市場(chǎng)。233esmc

因此，“加速”成為2020年FPGA廠商的關(guān)鍵詞。一方面，國(guó)際廠商持續(xù)加速先進(jìn)硬件技術(shù)的研發(fā)，還積極搭建軟件平臺(tái)，召集更多開發(fā)者參與進(jìn)來(lái)共同構(gòu)建FPGA生態(tài)圈。另一方面，本土FPGA企業(yè)也正在加速成長(zhǎng)，從工藝技術(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域、人才培育等方面不斷深耕，奮力追趕國(guó)際一線品牌。在采訪過(guò)程中，三位受訪者均一致認(rèn)為，2020年將是本土FPGA發(fā)展的黃金時(shí)代。233esmc

安路科技副總經(jīng)理陳利光博士說(shuō)道，2020年可以預(yù)見的最顯著增量是在通信和數(shù)據(jù)中心。通信主要是受益于5G大規(guī)模部署驅(qū)動(dòng)，數(shù)據(jù)中心是受到云計(jì)算、人工智能加速等需求推動(dòng)。在此基礎(chǔ)下，F(xiàn)PGA還將會(huì)進(jìn)入云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心加速、IoT等領(lǐng)域，其中關(guān)鍵在于創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。據(jù)悉，安路將會(huì)在通信、工業(yè)4.0、消費(fèi)電子、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域提供更多的創(chuàng)新產(chǎn)品和器件，為系統(tǒng)工程師提供更多的設(shè)計(jì)空間。233esmc

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安路科技 副總經(jīng)理 陳利光 博士233esmc

而高云半導(dǎo)體資深產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理趙生勤表示，5G通信、工業(yè)4.0以及AI、數(shù)據(jù)中心、自動(dòng)駕駛等應(yīng)用的快速發(fā)展將帶動(dòng)FPGA市場(chǎng)的快速持續(xù)增長(zhǎng)，是高云關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域。期間將會(huì)呈現(xiàn)出兩個(gè)主趨勢(shì)：中低端產(chǎn)品的差異化設(shè)計(jì)和高端器件的不斷優(yōu)化。對(duì)此,高云半導(dǎo)體自成立以來(lái)，一直秉承技術(shù)創(chuàng)新和差異化設(shè)計(jì)理念，目前基本實(shí)現(xiàn)中低端產(chǎn)品的全面覆蓋；同時(shí)，高云也在積極部署高端器件，第三代大密度高性能FPGA產(chǎn)品也將很快發(fā)布。233esmc

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高云半導(dǎo)體 資深產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理 趙生勤233esmc

紫光同創(chuàng)市場(chǎng)總監(jiān)呂喆在受訪中指出，在異構(gòu)計(jì)算時(shí)代，傳統(tǒng)的處理器架構(gòu)無(wú)法很好地應(yīng)對(duì)多樣的運(yùn)算需求，平均性能和功耗能效更優(yōu)的FPGA器件提供了很好地補(bǔ)充。另一方面，人工智能及5G等還處于產(chǎn)業(yè)初期，技術(shù)和方案還未確定，靈活可編程的FPGA器件在新產(chǎn)品研發(fā)及加速上市中不可或缺！233esmc

“從FPGA產(chǎn)品發(fā)展來(lái)看，高性能、高帶寬、高集成度的高端FPGA和‘CPU/GPU+FPGA+專用加速引擎’的多核異構(gòu)SOPC將成為兩大重要趨勢(shì)。”呂喆如是說(shuō)，“目前，紫光同創(chuàng)通過(guò) Titan、Logos、Compact三大產(chǎn)品系列，覆蓋高中低端應(yīng)用市場(chǎng)需求，廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)控制、汽車電子、消費(fèi)電子、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域，是國(guó)產(chǎn)FPGA里面產(chǎn)品線最齊全、覆蓋范圍最廣的廠商。針對(duì)FPGA未來(lái)發(fā)展，紫光同創(chuàng)后續(xù)將根據(jù)具體市場(chǎng)需求，推出相應(yīng)的FPGA產(chǎn)品。”233esmc

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紫光同創(chuàng) 市場(chǎng)總監(jiān) 呂喆233esmc

應(yīng)用眾多新應(yīng)用的千變?nèi)f化需求，F(xiàn)PGA技術(shù)也不斷更新，未來(lái)會(huì)有哪些新變化？233esmc

陳利光博士分析認(rèn)為，主要在幾個(gè)方面：首次是更先進(jìn)的工藝，先進(jìn)工藝可以給FPGA帶來(lái)性能和容量大幅度提升；其次是更高的集成度，SoC平臺(tái)化，集成多核處理器、NOC網(wǎng)絡(luò)、高速存儲(chǔ)接口、專用加速器、視頻編解碼、高速ADC/DAC等。其它比如領(lǐng)域優(yōu)化FPGA、新型的存儲(chǔ)器架構(gòu)FPGA、超低功耗FPGA技術(shù)、人工智能FPGA、安全FPGA等技術(shù)都有可能成為未來(lái)發(fā)展方向。233esmc

對(duì)此，在當(dāng)前計(jì)算架構(gòu)創(chuàng)新的時(shí)代， 具備軟件和硬件可編程能力的FPGA面臨更多的機(jī)會(huì)。陳利光博士指出，本土FPGA廠商可以在持續(xù)跟進(jìn)工藝演進(jìn)、推動(dòng)架構(gòu)創(chuàng)新、緊跟市場(chǎng)需求等多方面著力，提供差異化的產(chǎn)品和服務(wù)。233esmc

趙生勤補(bǔ)充道，相比于專用ASIC芯片，F(xiàn)PGA因?yàn)槠潇`活性和可編程性在很多市場(chǎng)領(lǐng)域成為最理想的選擇。但是FPGA一直以來(lái)被認(rèn)為是門檻較高的行業(yè)，無(wú)論是EDA工具的使用，設(shè)計(jì)開發(fā)還是IP以及解決方案等方面，都需要足夠多的支持。為了使FPGA快速進(jìn)入更多領(lǐng)域，F(xiàn)PGA原廠需要從開發(fā)工具、IP、參考設(shè)計(jì)等多方面入手，加強(qiáng)基本功能模塊的IP化，針對(duì)各領(lǐng)域客戶提供更多的參考設(shè)計(jì)方案，提供更多的技術(shù)培訓(xùn)；同時(shí)，還需要有實(shí)力雄厚的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)，繼續(xù)發(fā)揮國(guó)產(chǎn)FPGA貼近市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，做客戶需要的產(chǎn)品。233esmc

補(bǔ)齊短板，國(guó)產(chǎn)FPGA與國(guó)際巨頭“掰手腕”

眾所周知，F(xiàn)PGA是個(gè)原本相對(duì)平靜具有較高技術(shù)門檻的領(lǐng)域。隨著近些年，包括紫光同創(chuàng)、安路科技、高云半導(dǎo)體等在內(nèi)的國(guó)內(nèi)FPGA新力量加入，給FPGA應(yīng)用帶來(lái)了許多的創(chuàng)新和改變，同時(shí)也面臨許多嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。233esmc

FPGA國(guó)內(nèi)外差距還是很大，主要體現(xiàn)在工藝、架構(gòu)、性能、軟件等多方面。比如工藝制程上，國(guó)際一線廠商Xilinx最新器件已經(jīng)到7nm，國(guó)產(chǎn)的還是集中在40nm，雖然有些國(guó)產(chǎn)頭部廠商也在跟進(jìn)28nm，但還沒實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)化。性能和容量差距也很大，差不多是國(guó)外7～8年前的產(chǎn)品，差2～3代。在架構(gòu)和軟件方面，國(guó)產(chǎn)FPGA主要還是解決FPGA本身邏輯容量和性能問(wèn)題，國(guó)際一線在全力打造可編程生態(tài)，涵蓋軟件、硬件、加速器等多種形態(tài)，發(fā)展數(shù)據(jù)中心加速業(yè)務(wù)。233esmc

對(duì)此，本土FPGA廠商該如何補(bǔ)齊短板、奮力追趕？陳利光博士肯定道，當(dāng)前的差距也就是未來(lái)發(fā)展機(jī)會(huì)和空間，未來(lái)可以著重在工藝制程、架構(gòu)創(chuàng)新、領(lǐng)域優(yōu)化等方面加速發(fā)展，在復(fù)雜的形勢(shì)變化過(guò)程中尋找確定性增量市場(chǎng)，以產(chǎn)品差異定位、創(chuàng)新優(yōu)化和優(yōu)質(zhì)服務(wù)贏得市場(chǎng)先機(jī)。233esmc

呂喆強(qiáng)調(diào)道，由于國(guó)外企業(yè)起步較早，在技術(shù)和專利方面構(gòu)建了壁壘，國(guó)內(nèi)在人才儲(chǔ)備、性能指標(biāo)及生態(tài)建設(shè)等方面還存在一定的不足。然而，隨著國(guó)家的重視程度提升、技術(shù)的積累及創(chuàng)新、專業(yè)人才的培養(yǎng)及新興市場(chǎng)需求的拉升，國(guó)內(nèi)FPGA產(chǎn)業(yè)正處于快速追趕階段。233esmc

作為中國(guó)FPGA領(lǐng)導(dǎo)廠商，紫光同創(chuàng)不僅針對(duì)高端FPGA關(guān)鍵技術(shù)重點(diǎn)突破，如基礎(chǔ)架構(gòu)、高速Serdes、核心IP等，還從軟硬件方面，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)FPGA產(chǎn)業(yè)邁向高端應(yīng)用領(lǐng)域。與此同時(shí)，紫光同創(chuàng)還將加大人才培養(yǎng)及生態(tài)建設(shè)投入力度，為國(guó)產(chǎn)FPGA做好人才池儲(chǔ)備。233esmc

據(jù)悉，除了即將上市的28nm產(chǎn)品之外，紫光同創(chuàng)也啟動(dòng)了更先進(jìn)工藝高端FPGA器件的研發(fā)工作，有望進(jìn)一步縮小與國(guó)外差距，引領(lǐng)國(guó)產(chǎn)FPGA進(jìn)入新的高度！233esmc

趙生勤則認(rèn)為，國(guó)產(chǎn)FPGA廠家都起步較晚，但可喜的是，短短幾年的時(shí)間，在中低端產(chǎn)品領(lǐng)域已經(jīng)可以和國(guó)外品牌抗衡，甚至可以提供比國(guó)外器件更多的附加值，這是不可磨滅的成績(jī)?？墒窃诟叨水a(chǎn)品領(lǐng)域，無(wú)論工藝節(jié)點(diǎn)還是EDA工具支持上，都還存在較大差距。233esmc

“高云的定位不是簡(jiǎn)單地做國(guó)外廠商的Follower(跟隨者)，我們還是要保持持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新理念，結(jié)合市場(chǎng)實(shí)際需求，不斷向前邁進(jìn)，在高端器件方面持續(xù)加大投入，提供更加完善的技術(shù)支持服務(wù)和行業(yè)解決方案，為客戶提供更多的附加值！”趙生勤的話語(yǔ)擲地有聲，代表著本土FPGA廠商的勇氣與決心。233esmc

5G+AI應(yīng)用提速，“中國(guó)萬(wàn)能芯”蓄勢(shì)待發(fā)！

來(lái)到2020年，5G成為各行各業(yè)的兵家必爭(zhēng)之地。在FPGA領(lǐng)域，5G通信設(shè)備正在快速發(fā)展，64T64R甚至128T128R天線收發(fā)通道，帶來(lái)大量信號(hào)并行處理需求，其中數(shù)字前端信號(hào)處理、接口轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號(hào)基帶處理、傳輸網(wǎng)和骨干網(wǎng)以及中小基站等都是FPGA不可替代的應(yīng)用場(chǎng)景，從小容量接口CPLD到大容量核心FPGA器件都有廣泛的應(yīng)用需求。233esmc

陳博士介紹道，安路科技當(dāng)前正全方位布局5G市場(chǎng)需求，從針對(duì)邏輯接口的大IO需求的ELF3-9K FPGA，到面向前端信號(hào)處理的PH1-100K中等容量FPGA，面向基帶處理的PH1-360K大容量高性能FPGA都在快速研發(fā)和量產(chǎn)中，未來(lái)有望成為5G浪潮中國(guó)產(chǎn)FPGA的重要成員。233esmc

趙生勤認(rèn)為，以5G+AI為主要應(yīng)用場(chǎng)景的需求將迅速提升FPGA的市場(chǎng)容量。她引用了OroGroup發(fā)布的《移動(dòng)無(wú)線接入網(wǎng)五年預(yù)測(cè)報(bào)告》預(yù)測(cè)，接下來(lái)的五年時(shí)間里，運(yùn)營(yíng)商對(duì)于宏基站、小基站的需求將會(huì)是“迅猛式”，基站出貨量將超過(guò)2000萬(wàn)個(gè)，5G新空口大規(guī)模天線陣列(Massive MIMO)收發(fā)器的出貨量將超過(guò)5000萬(wàn)個(gè)。更值得一提的是，“基站的密集部署”成為發(fā)展趨勢(shì)，增幅高達(dá)560%，而且預(yù)計(jì)在5G時(shí)代仍將保持高增速。因此，在5G通信領(lǐng)域，小到接口和控制管理，大到復(fù)雜高速通信協(xié)議處理，F(xiàn)PGA都有著不可取代的作用。233esmc

“高云即將發(fā)布的第三代產(chǎn)品，器件邏輯容量為130K，內(nèi)部集成12路高速Serdes，支持XAUI、CPRI等各種主流通信協(xié)議，非常符合5G通信對(duì)這個(gè)密度級(jí)別FPGA器件的需求。”趙生勤介紹道。233esmc

最后，呂喆解釋道：“5G通信、數(shù)據(jù)中心和AI都是FPGA的新興市場(chǎng)，推動(dòng)了FPGA市場(chǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)。比如，5G數(shù)據(jù)帶寬和實(shí)時(shí)性能的提升，小基站數(shù)量的增長(zhǎng)，新協(xié)議的出現(xiàn)，5G服務(wù)向用戶側(cè)下沉以及多樣性的要求等等，都是FPGA的新的應(yīng)用價(jià)值，另外，F(xiàn)PGA在通信設(shè)備中的傳統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景仍然存在，比如功能升級(jí)、接口處理等。數(shù)據(jù)中心和AI，更是FPGA的新興市場(chǎng)，特別是在云端和邊緣端的應(yīng)用場(chǎng)景，本土FPGA在夯實(shí)基礎(chǔ)后，也需要積極布局。”233esmc

據(jù)介紹，為了推進(jìn)FPGA在新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，紫光同創(chuàng)已規(guī)劃基于更加先進(jìn)工藝的億門級(jí)高端FPGA研制，并已啟動(dòng)32.75Gbps超高速Serdes等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)工作，以滿足5G、數(shù)據(jù)中心、人工智能等新興市場(chǎng)應(yīng)用需求。233esmc

本文為《國(guó)際電子商情》2020年2月刊雜志文章，版權(quán)所有，禁止轉(zhuǎn)載。免費(fèi)雜志訂閱申請(qǐng)點(diǎn)擊 這里 233esmc