隨著AI、物聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛、5G在內(nèi)的新興行業(yè)興起的同時(shí)，對(duì)極具靈活性、可重構(gòu)的FPGA有很大的需求，也給FPGA廠商帶來更多機(jī)會(huì)，構(gòu)成龐大的市場(chǎng)。
FPGA的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
FPGA（Field－Programmable Gate Array），即現(xiàn)場(chǎng)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。
隨著AI、IoT和5G三大技術(shù)的驅(qū)動(dòng)融合，對(duì)數(shù)據(jù)安全性、傳輸延遲、功耗和總體成本等要求更高，現(xiàn)有的通用CPU和GPU在這一多樣化的應(yīng)用市場(chǎng)反而力不從心，而專用芯片ASIC雖然針對(duì)某一特定應(yīng)用具有更高的性能，但無法滿足如今的碎片化、多樣化的應(yīng)用需求。
隨著市場(chǎng)需求的不斷變化，F(xiàn)PGA性能和靈活性綜合優(yōu)勢(shì)逐漸體現(xiàn)出來。FPGA芯片由輸入／輸出塊、可配置邏輯塊和可編程互聯(lián)三部分組成，其可編程性不但可以加載不同的運(yùn)算架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)器件本身的通用性，而且可以深度定制，提升算力，同一片F(xiàn)PGA，不同的編程數(shù)據(jù)，可以產(chǎn)生不同的電路功能，使用起來非常靈活，在功耗和性能上，F(xiàn)PGA相對(duì)同等級(jí)的CPU有較大的優(yōu)勢(shì)。
FPGA的應(yīng)用也越來越廣，除以往的傳統(tǒng)應(yīng)用航天、通信、消費(fèi)電子、工控等，進(jìn)入到AI、數(shù)據(jù)中心、視頻處理、自動(dòng)駕駛、5G等新領(lǐng)域，對(duì)FPGA的需求已然無止境。
即便市場(chǎng)巨大，卻只是頭兩號(hào)玩家在分享盛宴，賽靈思、英特爾幾乎占領(lǐng)了整個(gè)市場(chǎng)，其他廠商仍在夾縫中生存。
賽靈思：FPGA領(lǐng)域頭號(hào)玩家
作為全球第一大FPGA廠商，眼下賽靈思滿足了全世界對(duì)FPGA產(chǎn)品一半以上的需求，即便如此，賽靈思也沒有絲毫懈怠，不斷與自己進(jìn)行賽跑。
賽靈思的28納米芯片產(chǎn)品，結(jié)合了控制端和加速端兩塊，能快速響應(yīng)、彈性擴(kuò)展，結(jié)合ARMCortexA9，在單芯片方案中把控制、加速和感知部分結(jié)合在一起，非常適合目前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)包括智慧工廠的應(yīng)用。2016年，賽靈思推出16納米的芯片產(chǎn)品（16納米的異構(gòu)FPGA UltraScale SoC的加速卡），把異質(zhì)架構(gòu)發(fā)揮到一個(gè)更高的臺(tái)階。
而為了滿足日益擴(kuò)大的傳統(tǒng)與新興應(yīng)用的不同需求，打造靈活應(yīng)變、萬物智能的世界，賽靈思發(fā)明其最新利器——Versal ACAP，不僅提供16nm和7nm產(chǎn)品系列專門針對(duì)數(shù)據(jù)中心、通信、汽車、工業(yè)等應(yīng)用，而且芯片、軟件和IP產(chǎn)品組合等也可為關(guān)鍵未來應(yīng)用趨勢(shì)而定制。
特別是其最新利器——Versal ACAP（Adaptive Compute Acceleration Platform，自適應(yīng)計(jì)算加速平臺(tái)），這是一個(gè)高度集成的多核異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，核心是新一代的 FPGA 架構(gòu)，適用于加速?gòu)V泛的應(yīng)用，其中包括視頻轉(zhuǎn)碼、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)壓縮、搜索、AI推斷、基因組學(xué)、機(jī)器視覺、計(jì)算存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)加速等，可以支持所有的應(yīng)用，各種不同的開發(fā)者，讓各種創(chuàng)新、創(chuàng)意快速實(shí)現(xiàn)。去年，賽靈思基于自適應(yīng)計(jì)算加速平臺(tái)（ACAP）和Everest架構(gòu)，開發(fā)出采用TSMC7nm工藝、容納500億個(gè)晶體管的FPGA巨無霸芯片。
作為FPGA這一創(chuàng)新性的技術(shù)的首創(chuàng)者，加上在這一領(lǐng)域三十多年的深耕，賽靈思絕對(duì)算得上是FPGA領(lǐng)域的頭號(hào)玩家。
英特爾：收購(gòu)阿爾特拉，發(fā)力可編程事業(yè)
CPU與FPGA深度融合的異構(gòu)計(jì)算已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然選擇，因特爾十分看好FPGA未來的市場(chǎng)。2015年6月，英特爾以167億美元的價(jià)格收購(gòu)全球第二大FPGA廠商阿爾特拉（Altera），隨后英特爾在Altera基礎(chǔ)上成立可編程事業(yè)部，結(jié)合英特爾CPU、GPU資產(chǎn)，在新的技術(shù)細(xì)分市場(chǎng)發(fā)力。
今年4月，英特爾今天正式發(fā)布全新的FPGA平臺(tái)Agilex，與至強(qiáng)處理器攜手展開絕地反擊，與抗賽靈思Versal／ACAP進(jìn)行抗衡。Agilex在原來Stratix基礎(chǔ)上，充分利用了英特爾最新的10nm制造工藝技術(shù)，與其至強(qiáng)處理器（XEON）對(duì)接起來，將成為英特爾在新興的云計(jì)算／企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)平臺(tái)、5G無線通信和網(wǎng)絡(luò)，以及嵌入式設(shè)備和邊緣計(jì)算領(lǐng)域的有力武器。
與英特爾自己的Stratix系列和同行的FPGA產(chǎn)品相比，最新Agilex FPGA有三大優(yōu)勢(shì)：基于英特爾自己的10nm工藝，采用chiplet積木和3D堆疊技術(shù)以實(shí)現(xiàn)任意的異構(gòu)集成；集成eASIC芯片定制技術(shù)以實(shí)現(xiàn)從 FPGA 到結(jié)構(gòu)化 ASIC 的遷移路徑；基于CXL互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)以實(shí)現(xiàn)與至強(qiáng)處理器之間的低延遲和內(nèi)存一致性，從而加速各種復(fù)雜任務(wù)的處理速度。
為了在激烈的市場(chǎng)中保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，英特爾一直采取并進(jìn)方式，今年4月，英特爾宣布了收購(gòu)英國(guó) FPGA 廠商，擁有一系列基于 FPGA 的視頻加速和推理的產(chǎn)品組合，以及垂直整合的客戶群和定制解決方案的公司Omnitek，進(jìn)一步擴(kuò)展其FPGA業(yè)務(wù)，為實(shí)現(xiàn)高性能視覺和人工智能再度加碼。
國(guó)內(nèi)FPGA的現(xiàn)狀與機(jī)遇
賽靈思、英特爾兩家FPGA專利超過6000項(xiàng)，覆蓋了單元架構(gòu)、IP和互連等各方面核心技術(shù)，由于專利受限、技術(shù)壁壘高、軟件開發(fā)難度大，我國(guó)的研發(fā)技術(shù)相對(duì)落后，缺乏創(chuàng)新，國(guó)產(chǎn)的FPGA配套設(shè)計(jì)資源少、產(chǎn)品易用性差，在產(chǎn)品性能、功耗、軟件等方面都不成熟，市場(chǎng)認(rèn)可度低，在核心技術(shù)方面，我國(guó)仍然受制于人。
在最近爆發(fā)的美國(guó)針對(duì)華為事件中，賽靈思與英特爾都宣布配合美國(guó)政府，切斷了與華為的交易，讓我們又一次看清了在核心技術(shù)方面受制于人的巨大隱患。
近年來國(guó)家和地方對(duì)本土芯片產(chǎn)業(yè)的投入有目共睹，通過過去多年的技術(shù)沉淀，積累的創(chuàng)新能力，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈正在不斷成熟完善，芯片設(shè)計(jì)能力也在不斷加強(qiáng)，出現(xiàn)了如上海復(fù)旦微，紫光同創(chuàng)、京微雅格、高云半導(dǎo)體、上海安路、西安智多晶等國(guó)產(chǎn)FPGA廠商。
紫光集團(tuán)在同創(chuàng)的FPGA產(chǎn)品研發(fā)上已經(jīng)投入了超過10億元，去年又把同創(chuàng)從上市公司紫光國(guó)微中剝離出來，由集團(tuán)統(tǒng)一管理，試圖打造高、中、低端完整的產(chǎn)品線，尤其在高端市場(chǎng)上，要形成對(duì)國(guó)外大廠的競(jìng)爭(zhēng)力。目前紫光同創(chuàng)已經(jīng)推出達(dá)到700k規(guī)模的高端FPGA產(chǎn)品，在中興的設(shè)備中實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并成功打入華為的供應(yīng)鏈。
新興市場(chǎng)給本土FPGA廠商帶來更多機(jī)會(huì)，兩大巨頭的封鎖對(duì)本土芯片產(chǎn)業(yè)而言也是一個(gè)歷史性的機(jī)遇，從信息、產(chǎn)業(yè)和國(guó)防安全等方面考慮，中國(guó)也在加速FPGA的國(guó)產(chǎn)化，政府對(duì)國(guó)有半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)給與了大量的扶持，中國(guó)解決FPGA領(lǐng)域卡脖子問題將指日可待。