國產FPGA發展現狀

2018年上半年對於中國半導體行業而言是多事之秋，發生了幾件讓國人深入思考的大事。從目前產業發展情況來看，我國所需核心晶元主要依賴進口的局面並沒有改變。但從近幾年的產業發展來看，技術差距正在逐步縮小。同時，在國家大力倡導發展半導體的背景下，逐步實現晶元國產化可期。

眾所周知，晶元行業分為幾個類別：數字晶元、模擬晶元、射頻晶元以及FPGA。因為可編程性，有人把FPGA比作是集成電路領域的「橡皮泥」，什麼集成電路都能模仿，堪稱萬用IC，你想捏成什麼樣就捏成什麼樣，捏的不好，可以重新再捏。

由於可塑性高，自1984年被Xilinx發明以來，FPGA的容量增長超過一萬倍、速度增長超過一百倍，同時其成本和功耗均降低了超過一千倍。製程上，FPGA可謂完美的遵循摩爾定律。

簡單來說，FPGA（Field－Programmable Gate Array），即現場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物，是作為專用集成電路領域中的一種半定製電路而出現的，既解決了定製電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。

目前中國IC廠商在FPGA這個細分領域和國外巨頭的差距遠遠比其他領域要大。數據顯示，中國FPGA市場國產化率非常低，政府部門國產應用率不足30%，還有很大提升空間，商用市場國產化率就更低，形勢不容樂觀。國內廠商FPGA產品在中國市場的份額總計不足5%，只有紫光同創、安路、復旦微電子、同方國芯、西安智多晶等廠商在中低密度市場取得了一些成績。

對於中國而言，國家促進集成電路發展已經提升至國家戰略。同時特殊的應用場景（軍工、導彈、航天航空）要求的FPGA是涉及到國家安全和領土安全的，對晶元的要求也會比較嚴謹，但這一塊本身高性能的產品國外對中國是禁運的，這也從另一方面促成國內FPGA自己滿足的契機。目前，國內生產的FPGA主要用于軍工、通訊、航空航天等領域。

在民用領域，國內是FPGA需求最大的市場，現在Xilinx、Altera最大的客戶就在中國，通訊市場華為中興烽火包攬了全國60%以上的量。同時人工智慧晶元需求的高速並行計算對FPGA晶元的需求也在幾十億美元的數量級，而國內是人工智慧高速晶元發展最快，需求最大的市場。

不過，由於全球絕大部分FPGA專業人才集中在前幾家龍頭廠商，其它廠商人才匱乏，再加上FPGA開發需要最先進的製造封測工藝、軟體開發難度大、IP多且雜，需要大量應用才能支撐市場，因此中國目前的發展存在嚴重滯後的問題。當然，這也是國內廠商的發展機會。從信息、產業和國防安全等方面考慮，中國不僅需要自主FPGA，而且還需要將其快速國產化。

在AI、IoT、5G快速發展和即將商用的情況下，預計將帶來龐大的FPGA增量市場，中國FPGA的發展紅利在於需求市場足夠大，有需求就要有相應產品來支持。這對於國內廠家就是機會。

當前，在國家大力支持集成電路產業發展的環境下，國產廠商要想走入雲端，還必須突破在FPGA高端技術人才、先進工藝製程等方面瓶頸，建立起自己的生態。對於尚不夠強大的中國FPGA企業來說不失為黃金髮展時機。長遠來看，走向自主定製是必然趨勢，但「革命尚未成功，同志仍需努力」，期待國產FPGA廠商如何把握機會快速做大做強，在未來的發展中如何擁有更出色表現！

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