簡單來說，FPGA（Field－Programmable Gate Array），即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物，是作為專用集成電路領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)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(shù)有限的缺點。
那么，這樣一種非常適合大批量應(yīng)用到各領(lǐng)域的集成電路產(chǎn)品，中國目前的發(fā)展水準(zhǔn)如何呢？日前，一場由東南大學(xué)和南京集成電路產(chǎn)業(yè)服務(wù)中心（ICisC）承辦的2017年全國大學(xué)生FPGA創(chuàng)新設(shè)計邀請賽掀起了對FPGA產(chǎn)業(yè)發(fā)展和中國FPGA發(fā)展現(xiàn)狀的討論。
全球FPGA發(fā)展概況
從市場規(guī)模來看，全球FPGA近幾年基本維持在50億美元左右，應(yīng)用則以傳統(tǒng)通信市場為主，云計算、IoT等新興市場尚在培育期。
Xilinx、Altera、LatTIce三家廠商營收始終位于全球前三甲，每年的營收、凈利潤增長以及毛利率都相對穩(wěn)定。參加此次FPGA邀請賽高峰論壇的深圳市紫光同創(chuàng)電子有限公司營銷中心總經(jīng)理包朝偉表示，這三家廠商占據(jù)絕大部分的市場份額，尤其是Xilinx，長期占據(jù)行業(yè)龍頭位置，年產(chǎn)值超過23億美元，全球市場份額超過50%，且還在持續(xù)增長。技術(shù)方面，近十年FPGA沒有根本性的進(jìn)步，行業(yè)壟斷已經(jīng)形成。
Xilinx、Altera、LatTIce、Microsemi等廠商共計擁有超過10000件專利，占總量60%以上，F(xiàn)PGA架構(gòu)和核心電路、應(yīng)用方案，基本被這幾家國外廠商專利網(wǎng)覆蓋，后進(jìn)者發(fā)展受到極大限制。資料顯示，Xilinx Virtex UltraScale Plus系列產(chǎn)品，采用16納米先進(jìn)制程工藝，擁有超過28520萬門，Serdes速率為32.75Gbps ，即將開始量產(chǎn)，在技術(shù)上依舊領(lǐng)先競爭對手。
中國的現(xiàn)狀和機(jī)遇
數(shù)據(jù)顯示，中國FPGA市場國產(chǎn)化率非常低，政府部門國產(chǎn)應(yīng)用率不足30%，還有很大提升空間，商用市場國產(chǎn)化率就更低，形勢不容樂觀。包朝偉表示，國內(nèi)廠商FPGA產(chǎn)品在中國市場的份額總計不足5%，只有紫光同創(chuàng)、安路等廠商在中低密度市場取得了一些成績。
不過，由于全球絕大部分FPGA專業(yè)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(fā)需要最先進(jìn)的制造封測工藝、軟件開發(fā)難度大、IP多且雜，需要大量應(yīng)用才能支撐市場，因此中國目前的發(fā)展存在嚴(yán)重滯后的問題。當(dāng)然，這也是國內(nèi)廠商的發(fā)展機(jī)會。從信息、產(chǎn)業(yè)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(chǎn)化。
在AI、IoT、5G快速發(fā)展和即將商用的情況下，預(yù)計將帶來龐大的FPGA增量市場，而這也是國內(nèi)廠商快速切入的時機(jī)。
據(jù)悉，紫光同創(chuàng)TItan系列FPGA產(chǎn)品采用40納米制程工藝，擁有超過2500萬門，Serdes速率為6.25Gbps，目前已經(jīng)量產(chǎn)，并在通信、安全等中高密度市場逐步打開局面。
當(dāng)前，在國家大力支持集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的環(huán)境下，對于尚不夠強(qiáng)大的中國FPGA企業(yè)來說不失為黃金發(fā)展時機(jī)，如何把握機(jī)會快速做大做強(qiáng)將是對每一家企業(yè)的考驗。