FPGA芯片：不需要像CPU和GPU、DSP等通用处理器芯片

在高度垄断的FPGA市场上，国内企业未来也有看点。

作者：刘雨辰

生产/每日财务报告

集成电路芯片包括两大类：数字芯片和模拟芯片。数字芯片可分为存储芯片和逻辑芯片。众所周知的逻辑芯片一般包括CPU、GPU、DSP等通用处理器芯片，以及专用集成电路芯片ASIC。今天要介绍的是一种特殊的逻辑芯片——FPGA芯片。

什么是FPGA芯片

FPGA（Field Programmable Gate Array），现场可编程门阵列，由赛灵思创始人之一罗斯弗里曼于1985年发明。FPGA的诞生比摩尔定律晚了20年左右，但自FPGA发明以来，FPGA的发展超乎想象，FPGA是目前世界领先的先进技术。

按照官方的解释，FPGA是在PAL（Programmable Logic Array）、GAL（General Array Logic）、CPLD（Complex Programmable Logic Device）等传统逻辑电路和门阵列的基础上发展起来的一种半定制化该电路主要应用于ASIC（专用集成电路）领域，既解决了半定制电路的缺点通用技术电路图知识点，又克服了原有可编程器件门电路数量有限的缺点。

FPGA与CPU、GPU、ASIC芯片的核心区别在于底层逻辑运算单元的连接和逻辑布局没有固化。用户可以通过EDA软件对逻辑单元和开关阵列进行编程，配置其功能，实现特定功能。集成电路芯片。

什么意思？

FPGA芯片每隔几秒就可以改变芯片上运行的硬件设计，而CPU、ASIC等芯片出厂时就固化了，无法更改。如果 ASCI、CPU、GPU 等都是建好的建筑物，并且建筑物内的房间、走廊、楼梯的路线已经固定通用技术电路图知识点，那么 FPGA 的内部就类似于霍格沃茨的魔法楼梯，可以把房间改成随时入住。路由关系。

此外，FPGA不需要像CPU和GPU那样在软件应用层编译指令系统。对FPGA进行编程，使用硬件描述语言，直接编译烧录成晶体管电路的组合，即直接用晶体管电路实现用户算法。

FPGA最大的特点是它的灵活性。它可以实现您想要的任何数字电路，并且可以定制各种电路。减少专用芯片的束缚，真正为自己的产品量身定做，在设计过程中可以灵活更改设计，并具有现场可编程性，因此特别适合需要物理操作逻辑不断变化的应用，如AI算法优化、数据中心应用等

智能电动汽车将是未来汽车行业的主流发展方向。目前，FPGA在车载摄像头和传感器中的应用已经比较成熟。在自动/智能驾驶汽车的人工智能系统中，FPGA的适用性将最适合处理日益复杂的ADAS和自动驾驶。2014年，国际领先的FPGA芯片赛灵思芯片被14家汽车制造商采用，并设计成29款车型。到 2018 年，赛灵思的芯片解决方案已扩展到 29 家汽车制造商的 111 款车型。中间。

在通信领域，5G通信基站数量增加，单基站FPGA使用量增加，带动FPGA需求增加。据测算，5G单基站的FPGA消耗有望从4G时期的1-3块增加到5G时期的4-5块。FPGA 在 5G 基站中的价值比 4G 基站高出约 1000 美元。

据MRFR统计，2013年全球FPGA市场规模约为45.63亿美元，中国FPGA芯片市场规模持续上升，从2016年的65.5亿增加到5亿2020年150.3亿元，年复合增长率23.1%。

随着当前5G时代的推进和AI进步的加速，FPGA芯片的量产将加速。据预测，到2025年，中国FPGA市场规模将进一步提升至3.32.2亿元，2021-2025年复合增长率为17.1%，更高比全球FPGA市场高出1%。0.85%。

谁打架

根据MRFR对FPGA下游应用区域分布的统计，目前最大的市场是亚太地区，占比39.15%，北美占33.94%，欧洲占比19.42%，到2025年，亚太地区占比将继续提升至43.94%。

但从供给端来看，全球FPGA市场主要被海外公司垄断。2019年，Xilinx和Altera分别占全球FPGA市场份额的52%和35%，基本垄断，而Lattice和Microsemi各占5%的市场份额。分享。