全球FPGA市場規模持續攀升,亞太是FPGA主要市場,未來產業發展可期。2020年,全球FPGA芯片產業規模為60.8億美元;2021年,全球FPGA芯片產業規模約為68.6億美元。
FPGA(Field Programmable Gate Array)是在PAL、GAL等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現的,既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。
與傳統模式的芯片設計進行對比,FPGA 芯片并非單純局限于研究以及設計芯片,而是針對較多領域產品都能借助特定芯片模型予以優化設計。從芯片器件的角度講,FPGA 本身構成 了半定制電路中的典型集成電路,其中含有數字管理模塊、內嵌式單元、輸出單元以及輸入單元等。在此基礎上,關于FPGA芯片有必要全面著眼于綜合性的芯片優化設計,通過改進當前的芯片設計來增設全新的芯片功能,據此實現了芯片整體構造的簡化與性能提升。
全球FPGA市場規模持續攀升,亞太是FPGA主要市場,未來產業發展可期。2020年,全球FPGA芯片產業規模為60.8億美元;2021年,全球FPGA芯片產業規模約為68.6億美元。2020年,我國FPGA芯片產業規模約150.3億元;2021年,我國FPGA芯片產業規模約176.8億元。隨著國產替代進程的進一步加速,中國FPGA芯片市場需求量有望持續擴大。
中國FPGA行業發展起步較晚,技術水平和研究資源不足,現主攻低密度市場,逐步進行國產替代。但是國內廠商近幾年發展迅速。近些年來涌現出一些優秀的研發企業包括紫光同創,成都華微電子,安路科技,高云半導體,復旦微電,京微齊力等。FPGA涉及到單元架構、IP、EDA軟件、制程工藝、封裝技術、專業人才等諸多方面,國內企業必須使各個方面都達到所需要求并構筑完整的生態,才能實現整體產業的進步乃至替代。
據中研產業研究院報告《2020-2025年中國FPGA產業深度調研及未來發展現狀趨勢預測報告》分析
FPGA在安防和工業領域存在大量應用。在安防領域,視頻的編解碼比如MPEG和H.26x等協議基本由專用ASIC實現,但是前端的數據采集處理及部分控制邏輯可以由FPGA來處理,因為安防也是一個巨大的產業,因此,FPGA的用量也是非常可觀的。工業領域主要用FPGA的靈活性來做控制,而且主要是規模比較小的FPGA。此外,軍工和航天也是FPGA應用的一個重要領域,軍工和航天對FPGA的可靠性要求更高,除了xilinx和altera有軍工產品外,microsemi(前actel)的anti-fuse工藝(一次編程,可以更好的抗干擾和抗輻射等)FPGA因其高可靠性,主要用于軍工航天產品。
跟據《中國集成電路產業人才白皮書》可以看到,我國現有集成電路行業人才儲備量達到40萬人,但專業的FPGA人才不足數千名,僅僅是國外人才市場的十分之一。國內這種嚴重的FPGA人才缺口的不僅僅阻礙了企業的發展,更是對國內FPGA生態造成了嚴重的影響。因此培育出可用的FPGA人才,構建成熟穩定的FPGA生態迫在眉睫。
目前,一個FPGA芯片研發工程師的培養周期至少為三年,FPGA軟件算法工程師的培養周期至少為五年。一位畢業生想要轉變為合格FPGA工程師,需要經過“從FPGA基本知識的培訓學習,到跟隨企業導師承擔研發任務,再到獨自承擔研發任務”一系列項目實操的錘煉。這么久的人才培養周期,成為了阻礙國內FPGA人才成長的難題。
5G+AI+汽車電子引領行業增長
FPGA芯片最大的特點是可編程性,可通過改變芯片內部連接結構,實現任何邏輯功能;FPGA的靈活性使其廣泛應用于網絡通信(占比41.3%)、工業控制(占比31.5%)、數據中心(占比10.7%)、汽車電子(占比6.4%)、人工智能(占比3.8%)等領域。預計全球FPGA需求將從2021年68.6億美元增長為2025年125.8億美元,年均復合增長率約為16.4%,未來5G+AI+汽車智能化共同驅動FPGA行業高景氣。
想要了解更多FPGA行業的發展前景,請查閱《2020-2025年中國FPGA產業深度調研及未來發展現狀趨勢預測報告》。
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