前言：
CPU、GPU、DSP、FPGA这四大类计算芯片中，FPGA更容易实现完全自主可控。
FPGA设计流程中用到EDA和IP需要芯片厂商向客户提供，以适应客户的要求。
全球几家市占率较高的几家FPGA公司都是向客户提供自家的EDA工具，FPGA的设计更容易摆脱国外EDA和IP公司的限制。
作者 ｜ 方文
图片来源 ｜ 网 络
FPGA画不出［大饼］
单纯讲FPGA，即便AI和5G双加持，但其依然会是一个小而美的市场。
根据Gartner的统计数据，全球FPGA市场规模在2021年是82．94亿美元，到2025年达到125．21亿美元，基本上每一年的同比增长在10％－12％之间。
因此，总体上全球FPGA市场还是允许独立FPGA厂商去做增量的，可能会在诸如高性能运算领域遇到明显的壁垒。
但其他领域的机会并不会因为巨头并购而减少，最终还是要以产品的性价比和性能来说话。
在通信、工控和设计支持方面，国产FPGA依然会有大量的替代和新增的发展空间。
因此，从传统的FPGA应用以及后续新兴应用来看，国产FPGA还没到抉择独立还是被并购的时候，提升产品力是当下的首要任务。
不过，以长远计，FPGA市场小而美的特性就会成为国产FPGA的枷锁，这是市场容量决定的，否则便会有大量的创新资源被浪费，无端地增加企业的成本，结果还是会有人顶不住选择退场。
左手［砸钱］ 右手［扣缝］
行业中有句老话，［造芯就是砸钱］，相比来说，FPGA砸的更狠。
然而，FPGA常年被国外垄断，受制于知识产权壁垒和EDA，我国FPGA发展在近十余年才开始陆续入局。
FPGA研发的技术含量很高，无论从逻辑单元数量到制程工艺等国内外厂商均有差距。
虽然FPGA投入过大，但不同的产品功能、客户群体、市场竞争环境都会影响公司的整体情况，这种情况之下，国产FPGA更难了。
目前阶段，对于国内FPGA厂商来说，最重要的还是替代市场。
国内厂商性价比优势，都是国外厂商无法比拟的。2021年上半年，紫光同创完成新一轮增资，增资之下必然就是研发投入的持续加码。
利润逐步转正，但投资力度不降反增，国产FPGA和其他芯片厂商的路途一样，摆在面前的便是等待利润突破红线。
实际上，除了科创板上的三家企业，国内仍有许多国产FPGA厂商，包括易灵思、高云半导体、京微齐力等。
国产FPGA往［双路线］发展
①国内FPGA公司正在逐步进入28nm，瞄准中型FPGA市场，竞争将会逐渐激烈。
国产FPGA可从两个方向打造差异化优势：一方面集成更多的逻辑单元，提升逻辑密度；
另一方面，向专用且兼具灵活性的方向发展，针对特定细分场景进行优化。
②从系统结构来看，更先进工艺、更高速电路结构、复杂异构SoC将是FPGA未来趋势。
目前国际主流FPGA芯片公司逐渐形成了在FPGA芯片中加入处理器的技术路线，并形成了可编程系统级芯片这一产物。
与传统FPGA芯片不同，系统级芯片的特点是单芯片高度集成了电子信息设备所需的CPU、FPGA、存储接口、I／O 外设接口甚至AI专用引擎等所有模块，单颗芯片可完成应用场景所有功能需求。
国产FPGA迈向高端的挑战
当前，我国发展FPGA主要面临技术、市场和生态等多方面挑战。
软件是亟待突破的一大瓶颈。在开发新产品的同时，还需开发软件工具、不断维护IP和生态系统，对技术和资金储备较弱的厂商来说难度较大。
在市场应用方面，国产FPGA也面临商业模式和生态上的痛点，关键在于如何迅速切入现存长尾市场中的高量细分市场。
国产FPGA想要在高端和极高端市场成功突破，自然也需要先进工艺制程的支撑。
但国内晶圆代工厂与台积电、三星这样全球领先的晶圆代工厂仍有明显的差距，这给国产高端FPGA实现完全自主可控带来了挑战。
除了制造方面的挑战，与高端、极高端FPGA芯片相适应的FPGA EDA工具，包括传统的前端RTL－VHDL／Verilog综合工具，以及后端布局布线工具的自主研发与自主产权同样是国产高端FPGA实现突围的挑战。
FPGA成功［上位］需要［摸高］
尽管经历了数年来的高速发展，但如今的AI技术依旧在持续推陈出新，从而导致这一赛道不断会出现新的演算方法。
从2012到2021年的近十年间，AI分类模型创新的数量正逐年递增。
模型的不断推陈出新，也对硬件的性能提出了更高要求，这就需要芯片企业分别针对硬件和算法去做优化。
更何况，如今的算法优化不仅仅只停留在软件层面，还需要历经实际应用落地的验证和考核。
尤其是落实到大量边缘端设备的部署上，各种未知性因素随时都会对芯片的软硬协同构成巨大的挑战。
MRFR预计，在5G和AI的推动下，2025年全球FPGA市场规模有望达到125亿美元，年复合增长率为10．22％，其中亚太地区是重要的增量市场。
2021年到2026年中国FPGA市场规模有望占到全球FPGA市场规模的一半以上，中国将成为FPGA公司的必争之地。
导致FPGA行业内卷的原因
在现在的FPGA公司里，需要不断投资20nm、14nm、7nm等先进工艺，国内现在已经有在投资7nm工艺的公司了。
尽管现在使用高性能的高端工艺，但是芯片的功耗迟迟没有降下来，芯片尺寸也越来越大。
芯片的价格逐渐高涨。因为研发成本、流片费用、生产原料成本都需要靠量来平摊。
中国的FPGA公司并不是一定要维持竞争，并不一定需要互相内卷。
每家公司立足于独特的存量细分市场，共同挖掘增量市场，在海量的中国本土市场中不断发展，这样大家都能够快速进步，提升我们国产FPGA在国际舞台的竞争力。
结尾：
芯片是一个高技术壁垒、资本密集的行业。在当前竞争激烈的环境中，行业正进入所谓空窗期，高额的研发投入或将成为很多国产半导体厂商的常态。
部分资料参考：yanbintalk：《FPGA芯片国产化的前景》，半导体产业纵横：《国产FPGA，从负增长到正增长》，与非网eefocus：《小芯片撬动大市场，国产FPGA乘风破浪正当时》，雷锋网：《不怕EDA被卡脖子，国产高端FPGA突破“技术铁幕”》
原文标题 : AI芯天下丨产业丨“成长快乐”的国产FPGA已看到甜蜜点
