FPGA芯片行業(yè)發(fā)展展望 FPGA芯片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀前景分析

• 吳亞楠 2023年3月2日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 560 31
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新一代通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將大大提升市場對FPGA芯片的需求，推動FPGA產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展。中研普華預(yù)測,2025年中國市場FPGA芯片銷售額將達到339.2億元。

FPGA芯片具有靈活性高、應(yīng)用開發(fā)成本低、上市時間短等優(yōu)勢使其應(yīng)用場景覆蓋了包括工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)通信、消費電子、數(shù)據(jù)中心、汽車電子、人工智能等廣泛的下游市場。

FPGA芯片屬于邏輯芯片大類。邏輯芯片按功能可分為四大類芯片：通用處理器芯片(包含中央處理芯片CPU、圖形處理芯片GPU，數(shù)字信號處理芯片DSP等)、存儲器芯片(Memory)、專用集成電路芯片(ASIC)和現(xiàn)場可編程邏輯陣列芯片(FPGA)。與其他三類集成電路相比，F(xiàn)PGA芯片的最大特點是現(xiàn)場可編程性。

根據(jù)中研普華研究院撰寫的《2023-2028年版芯片產(chǎn)業(yè)政府戰(zhàn)略管理與區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報告 》顯示：

FPGA芯片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀前景分析

FPGA芯片因其現(xiàn)場可編程的靈活性和不斷提升的電路性能，下游應(yīng)用領(lǐng)域非常豐富，包括工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)通信、消費電子、數(shù)據(jù)中心、汽車電子、人工智能等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域需求增長明確，發(fā)展空間廣闊。

FPGA芯片產(chǎn)品于20世紀(jì)80年代中期面世，發(fā)展歷史相對較短。早期的FPGA芯片由于設(shè)計、制造難度較大、價格昂貴且性能遠遠落后于專用集成電路，因此應(yīng)用比較有限，一般被集成電路設(shè)計公司或者研究機構(gòu)用于產(chǎn)品原型的驗證。

隨著FPGA技術(shù)本身的飛速發(fā)展，以及半導(dǎo)體制造工藝的不斷演進，當(dāng)前FPGA的價格和性能已經(jīng)能夠和專用集成電路競爭，又由于其可反復(fù)改寫的靈活性，全球FPGA產(chǎn)業(yè)在2000年以后有了大幅度的成長。

近幾年中國FPGA市場持續(xù)擴大增長，工業(yè)領(lǐng)域是FPGA芯片的主要應(yīng)用市場之一，2022年應(yīng)用于該領(lǐng)域的FPGA芯片中國市場銷售額將達到53.4億元，占中國FPGA芯片市場份額的31.5%，2023年至2025年年均復(fù)合增長率將達到16.1%。

FPGA芯片在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，大量應(yīng)用在視頻處理、圖像處理、數(shù)控機床等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)信號控制和運算加速功能。隨著智能化與自動化技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域也正逐漸從以人力資源為核心要素轉(zhuǎn)向以自動化為核心要素的智能化無人工廠。

受益于工業(yè)智能化、無人化的發(fā)展趨勢，F(xiàn)PGA芯片高效能、實時性、高靈活性的特點使其在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。以數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)為例，相較傳統(tǒng)的只能控制單一馬達的專用芯片，F(xiàn)PGA芯片可以做到多通道的馬達控制。

目前驅(qū)動馬達所消耗的電力占據(jù)了全球能源消耗的很大部分，在節(jié)能環(huán)保的趨勢下，未來各類能夠精準(zhǔn)控制馬達并可以在單一芯片上實現(xiàn)控制多個馬達的FPGA芯片將在工業(yè)控制領(lǐng)域得到更多應(yīng)用。

FPGA芯片行業(yè)發(fā)展展望

FPGA芯片由于其具有高度靈活、可擴展的特點，可以以較低成本實現(xiàn)算法的迭代，能夠較好地實現(xiàn)新場景的運算、控制和升級功能，在芯片領(lǐng)域內(nèi)素有“萬能芯片”之稱。當(dāng)前，隨著汽車電子、數(shù)據(jù)中心、人工智能等技術(shù)的興起，F(xiàn)PGA芯片成為支持這些新場景應(yīng)用的優(yōu)先選擇。

在汽車電子領(lǐng)域，F(xiàn)PGA芯片為快速增長的各種汽車電子應(yīng)用需求提供了靈活的低成本高性能解決方案;在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，F(xiàn)PGA芯片能夠使數(shù)據(jù)中心的不同器件更加有效的協(xié)同，最大程度避免數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換導(dǎo)致的算力空耗;在人工智能領(lǐng)域，F(xiàn)PGA芯片在矩陣運算、圖像處理、機器學(xué)習(xí)、非對稱加密、搜索排序等領(lǐng)域有著很廣闊的應(yīng)用前景。

展望未來，多種因素將進一步刺激市場對FPGA芯片的需求。首先，隨著新一代通信技術(shù)的商用化，通信基站、服務(wù)器、智能終端等產(chǎn)品的需求將進一步擴大，從而帶動FPGA芯片市場需求的提升。

新一代通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將大大提升市場對FPGA芯片的需求，推動FPGA產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展。中研普華預(yù)測,2025年中國市場FPGA芯片銷售額將達到339.2億元。

FPGA芯片行業(yè)發(fā)展趨勢

和傳統(tǒng)FPGA芯片不同，現(xiàn)場可編程系統(tǒng)級芯片的特點是單芯片高度集成了電子信息設(shè)備所需的CPU、FPGA、存儲接口、IO外設(shè)接口甚至人工智能專用引擎等所有模塊，單顆芯片可完成應(yīng)用情景的所有功能需求。FPGA芯片技術(shù)正在向更先進工藝、更高速電路結(jié)構(gòu)、復(fù)雜異構(gòu)SoC系統(tǒng)發(fā)展。目前國際主流FPGA芯片公司逐漸形成了在FPGA芯片中加入處理器的技術(shù)路線，并形成了可編程系統(tǒng)級芯片這一新產(chǎn)物。

此外，受到先進制程迭代的推動，F(xiàn)PGA的架構(gòu)不斷更新。為了滿足業(yè)界對超大容量與超高性能FPGA持續(xù)不斷的需求，Xilinx公司和Intel公司都在不斷增加FPGA芯片的邏輯規(guī)模和系統(tǒng)性能并追求最先進的芯片制程工藝。但受制于芯片的物理特性，芯片的面積越大其良率也就越低，因此一部分超大規(guī)模的FPGA芯片開始采用硅通孔技術(shù)將多個裸片堆疊以三維封裝的方式實現(xiàn)。未來，為了繼續(xù)擴大FPGA芯片的邏輯規(guī)模，實現(xiàn)大容量、高性能、低功耗的目標(biāo)，F(xiàn)PGA芯片公司將主要從先進制程與先進封裝兩方面持續(xù)推進其研發(fā)路線。

芯片行業(yè)報告對中國芯片行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、競爭格局及市場供需形勢進行了具體分析，并從行業(yè)的政策環(huán)境、經(jīng)濟環(huán)境、社會環(huán)境及技術(shù)環(huán)境等方面分析行業(yè)面臨的機遇及挑戰(zhàn)。還重點分析了重點企業(yè)的經(jīng)營現(xiàn)狀及發(fā)展格局，并對未來幾年行業(yè)的發(fā)展趨向進行了專業(yè)的預(yù)判。

本報告同時揭示了芯片市場潛在需求與潛在機會，為戰(zhàn)略投資者選擇恰當(dāng)?shù)耐顿Y時機和公司領(lǐng)導(dǎo)層做戰(zhàn)略規(guī)劃提供準(zhǔn)確的市場情報信息及科學(xué)的決策依據(jù)，同時對政府部門也具有極大的參考價值。

未來，芯片行業(yè)發(fā)展前景如何?想了解關(guān)于更多行業(yè)專業(yè)分析，請點擊《2023-2028年版芯片產(chǎn)業(yè)政府戰(zhàn)略管理與區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報告 》。

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