(文/程文智)這幾年FPGA市場發生了很大的變化,最先采用先進工藝的FPGA已經不見蹤影;對門數的追求熱情也沒那么高了;純FPGA產品越來越少了;軟件所占的比重越來越大,甚至頭部的FPGA廠商都投身體量更大的廠商了……反而是國內出現了多家獨立的FPGA廠商,比如,有經歷了倒閉后重新出發的京微齊力,也有經營多年的復旦微電子、紫光同創、高云半導體、安路科技、AGM遨格芯微、智多晶、中科億海微電子、成都華微電子、以及近幾年才成立的易靈思等數家。
國內增速快于全球,FPGA市場機會還在
根據Frost&Sullivan的統計,FPGA全球市場規模從2016年的43.4億美元,增長至2020年的60.8億美元,年均復合增長率約為8.8%,該機構預計到2025年,全球規模可達125.8億美元。
而中國的FPGA市場則從2016年的65.5億元增長到了2020年的150.3億元,年均復合增長率約為23.1%。隨著國產替代進程的進一步加速,Frost&Sullivan預計到2025年,中國市場FPGA芯片銷售額將達到332.2億元,2021至2025年年均復合增長率將達到17.1%,中國市場FPGA芯片出貨量將達到3.3億顆, 2021至2025 年年均復合增長率將達到15.0% 。
FPGA芯片因為具有現場可編程的靈活性和不斷提升的電路性能,擁有豐富的下游應用,包括了網絡通信、工業控制、消費電子、數據中心和汽車電子等。從調研機構的數據來看,目前通信和工控占了中國FPGA市場的70%以上的市場份額;數據中心占11%左右;汽車電子的市場份額約為6%,仍然待開發中;消費電子也僅占6%。
也就是說國內FPGA企業要想擴大市場份額就需要從這些方面入手。其實,這些年來,國內的FPGA廠商雖然很多,但應用的領域其實還不太廣泛,主要集中在通信和消費電子這兩個領域,相互競爭也很明顯。
其實,國內FPGA企業可以從下面幾個領域去做突破,因為這些市場要么是新的增長點,要么是可替代的機會更大。
工控領域:應用廣泛,機會更多
FPGA在工業領域的應用非常廣泛,比如視頻處理、圖像處理、伺服控制等需要用到信號控制和運算加速功能的領域。根據Frost&Sullivan的報告,2020年中國用于工控領域的FPGA芯片銷售額為47.4元,占中國FPGA芯片市場份額的31.5%。
記得小編剛進入媒體行業參加Altera線下活動時,他們像媒體介紹的就是FPGA在伺服控制系統中的應用。賽靈思近年推出的KriaK26、KriaKR260、KriaVR260都是針對工業和機器人領域SOM產品。可見他們對工控市場的重視。
隨著工業智能化、無人化趨勢的發展,FPGA的控制功能可以更好地體現出來,比如電機控制。現在很多的高能效電機采用了BLDC或者PMSM電機,這類電機需要控制算法的支持,而FPGA芯片可以實現多通道電機控制,且性能更強,可以實現更加復雜的算法。
當然國內已經有些FPGA廠商開始行動了,比如安路科技、紫光同創等,據說他們已經有相關的應用案例了。
通信領域是傳統,替換仍有機會
FPGA的一個傳統應用領域就是通信,以前很多標準還沒有確定的時候,先采用FPGA,等確認后,可以直接升級到確認版本。根據Frost&Sullivan的統計,2020年中國通信用FPGA的銷售額約為62.1億元,占國內市場的41.3%。
這個市場的主要玩家是賽靈思等海外FPGA廠商,不過由于目前的市場環境,國內一些FPGA廠商快速進入了這個市場,并開始扎穩腳跟。這塊國內廠商的主要機會來自于替代。
汽車智能化,打開增量空間
這幾年汽車的電動化和智能化給各大芯片廠商帶來了新的增長點,這個市場機會對所有的芯片廠商來說都是新的增長機會。目前,可以看到的是FPGA可以用在汽車電子的系統接口及控制領域,比如FPGA可用于控制和驅動電動汽車電機控制系統,連接駕駛系統、儀表盤、雷達、超聲波傳感器等各種車載設備,實現激光雷達、毫米波雷達等信號處理和控制。
另外,在視頻橋接和融合領域,FPGA可以用來實現多個圖像傳感器的信號橋接、3D環視視頻融合;在輔助駕駛和自動駕駛領域,FPGA可以用來實現機器視覺和目標檢測等功能。比如現在很多自動駕駛汽車廠商的算法就是在FPGA平臺上開發的。
拿激光雷達來說,激光雷達的核心零部件包括芯片、激光器、光電探測器,以及其他光學零部件。其中,激光雷達芯片主要包括FPGA芯片及模擬芯片兩大類,FPGA芯片是激光雷達的主控芯片,模擬芯片是激光雷達中光電信號相關的處理芯片。
目前,激光雷達芯片的相關參與者包括賽靈思、英特爾、德州儀器等,主要是外國芯片企業,當然,國內紫光同創、復旦微電子、國微電子等企業也在加大力度研發尋求突破口。
據消息人士透露,高云近三年推出了4款車規FPGA芯片,車規級芯片的出貨量已經超過100萬片,量產客戶主要用于多屏顯示、360環視、車聯網、智能駕艙和駕駛監控等應用;紫光同創的車規級FPGA已經送樣激光雷達,且有3顆CPLD通過了ISO26262認證;安路科技的募投項目中就包含了車規級項目;復旦微電子雖然FPGA產品沒有上車,但其在不久前發布了車規級的MCU產品。
結語
除了上面提到的,FPGA在數據中心、人工智能方面的應用也有很多,只是賽靈思和Altera被收購后,FPGA更多時候是與CPU等集成在一起使用,獨立性越來越低。人工智能在現在算法還需要市場更新的時候,需要用到FPGA,但未來算法一旦固定,FPGA可能就換成了ASIC。
當然,這僅僅是一家之言,如果大家有更好的看法,歡迎跟我們交流。
國內增速快于全球,FPGA市場機會還在
根據Frost&Sullivan的統計,FPGA全球市場規模從2016年的43.4億美元,增長至2020年的60.8億美元,年均復合增長率約為8.8%,該機構預計到2025年,全球規模可達125.8億美元。
而中國的FPGA市場則從2016年的65.5億元增長到了2020年的150.3億元,年均復合增長率約為23.1%。隨著國產替代進程的進一步加速,Frost&Sullivan預計到2025年,中國市場FPGA芯片銷售額將達到332.2億元,2021至2025年年均復合增長率將達到17.1%,中國市場FPGA芯片出貨量將達到3.3億顆, 2021至2025 年年均復合增長率將達到15.0% 。
FPGA芯片因為具有現場可編程的靈活性和不斷提升的電路性能,擁有豐富的下游應用,包括了網絡通信、工業控制、消費電子、數據中心和汽車電子等。從調研機構的數據來看,目前通信和工控占了中國FPGA市場的70%以上的市場份額;數據中心占11%左右;汽車電子的市場份額約為6%,仍然待開發中;消費電子也僅占6%。
也就是說國內FPGA企業要想擴大市場份額就需要從這些方面入手。其實,這些年來,國內的FPGA廠商雖然很多,但應用的領域其實還不太廣泛,主要集中在通信和消費電子這兩個領域,相互競爭也很明顯。
其實,國內FPGA企業可以從下面幾個領域去做突破,因為這些市場要么是新的增長點,要么是可替代的機會更大。
工控領域:應用廣泛,機會更多
FPGA在工業領域的應用非常廣泛,比如視頻處理、圖像處理、伺服控制等需要用到信號控制和運算加速功能的領域。根據Frost&Sullivan的報告,2020年中國用于工控領域的FPGA芯片銷售額為47.4元,占中國FPGA芯片市場份額的31.5%。
記得小編剛進入媒體行業參加Altera線下活動時,他們像媒體介紹的就是FPGA在伺服控制系統中的應用。賽靈思近年推出的KriaK26、KriaKR260、KriaVR260都是針對工業和機器人領域SOM產品。可見他們對工控市場的重視。
隨著工業智能化、無人化趨勢的發展,FPGA的控制功能可以更好地體現出來,比如電機控制。現在很多的高能效電機采用了BLDC或者PMSM電機,這類電機需要控制算法的支持,而FPGA芯片可以實現多通道電機控制,且性能更強,可以實現更加復雜的算法。
當然國內已經有些FPGA廠商開始行動了,比如安路科技、紫光同創等,據說他們已經有相關的應用案例了。
通信領域是傳統,替換仍有機會
FPGA的一個傳統應用領域就是通信,以前很多標準還沒有確定的時候,先采用FPGA,等確認后,可以直接升級到確認版本。根據Frost&Sullivan的統計,2020年中國通信用FPGA的銷售額約為62.1億元,占國內市場的41.3%。
這個市場的主要玩家是賽靈思等海外FPGA廠商,不過由于目前的市場環境,國內一些FPGA廠商快速進入了這個市場,并開始扎穩腳跟。這塊國內廠商的主要機會來自于替代。
汽車智能化,打開增量空間
這幾年汽車的電動化和智能化給各大芯片廠商帶來了新的增長點,這個市場機會對所有的芯片廠商來說都是新的增長機會。目前,可以看到的是FPGA可以用在汽車電子的系統接口及控制領域,比如FPGA可用于控制和驅動電動汽車電機控制系統,連接駕駛系統、儀表盤、雷達、超聲波傳感器等各種車載設備,實現激光雷達、毫米波雷達等信號處理和控制。
另外,在視頻橋接和融合領域,FPGA可以用來實現多個圖像傳感器的信號橋接、3D環視視頻融合;在輔助駕駛和自動駕駛領域,FPGA可以用來實現機器視覺和目標檢測等功能。比如現在很多自動駕駛汽車廠商的算法就是在FPGA平臺上開發的。
拿激光雷達來說,激光雷達的核心零部件包括芯片、激光器、光電探測器,以及其他光學零部件。其中,激光雷達芯片主要包括FPGA芯片及模擬芯片兩大類,FPGA芯片是激光雷達的主控芯片,模擬芯片是激光雷達中光電信號相關的處理芯片。
目前,激光雷達芯片的相關參與者包括賽靈思、英特爾、德州儀器等,主要是外國芯片企業,當然,國內紫光同創、復旦微電子、國微電子等企業也在加大力度研發尋求突破口。
據消息人士透露,高云近三年推出了4款車規FPGA芯片,車規級芯片的出貨量已經超過100萬片,量產客戶主要用于多屏顯示、360環視、車聯網、智能駕艙和駕駛監控等應用;紫光同創的車規級FPGA已經送樣激光雷達,且有3顆CPLD通過了ISO26262認證;安路科技的募投項目中就包含了車規級項目;復旦微電子雖然FPGA產品沒有上車,但其在不久前發布了車規級的MCU產品。
結語
除了上面提到的,FPGA在數據中心、人工智能方面的應用也有很多,只是賽靈思和Altera被收購后,FPGA更多時候是與CPU等集成在一起使用,獨立性越來越低。人工智能在現在算法還需要市場更新的時候,需要用到FPGA,但未來算法一旦固定,FPGA可能就換成了ASIC。
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