FPGA是一種半定制電路,主要應用于專用集成電路,在航空航天/國防、消費電子、電子通訊等領域有著不可替代的位置。在FPGA的下游應用中,通信占據最大的細分市場,約可達60%左右。其中, FPGA芯片對于5G發展有著不可或缺的重要性。
這段時間熱搜包月的貿易戰,將5G產業推上了風口浪尖。但是,我國民用FPGA供應依賴于美國Xilinx、Altera、Lattice、Microsemi4大芯片巨頭,民用領域FPGA國產化率僅4%(MRFR數據)。
4G改變生活,5G改變社會
5G將帶來FPGA新需求,基站建設近在咫尺。目前,5G宏基站中都在使用FPGA。
1、由于5G通道數大幅增加,單站FPGA用量相應增加。
2、中國5G商用進度全球領先,且我國每代移動通信技術大規模資本開支一般集中于商用前幾年,因此,當前FPGA較4G時代將占據更重要地位。
3、由于5G應用頻段較高,5G基站數量或將達到4G的1.5倍。另外,隨著2022年后“5G下半場”毫米波技術成熟,小基站的數量規模有望達到千萬級。
4、5G需滿足的業務場景將遠超1G~4G,5G設備將面對更復雜的物理協議、算法,對邏輯控制、接口速率要求提高。
因此,專家估計5G市場,單基站側FPGA市場價值將達到4G的數倍。
FPGA門檻高,國產化率低,未來將成國產化替代攻堅領域
中國市場FPGA需求量全球最大(30%以上),但我國的FPGA市場國產化率非常低。
目前在民用領域,國產 FPGA 在中國市場占有率不到 5%,未來國產FPGA有望蓬勃發展。
一方面,FPGA 多運用于軍事領域,特殊應用場景(軍工、導彈、航天航空)要求的 FPGA國外對中國是禁運的,國防自主可控有望驅使國產FPGA大力發展。另一方面,伴隨民用場景需求的增長,從信息、產業和國防安全等方面考慮,中國一定會加速FPGA的國產化,政府對國有半導體產業會有一定力度的扶持。
此外在 AI、5G快速發展的推動下,中國將有龐大的FPGA增量市場。因此,國內 FPGA 廠商有望迎來國產替代新機遇。同時由于5G商用牌照的發放,短期內基站的建設將帶動 FPGA 增長。
5G不論作為社會發展的推動者,還是公司追逐的高新科技的技術基礎,抑或是對我們的生活造成改變的神奇技術,都毫無疑問的是時代追逐的對象。而FPGA又對5G有著不容忽視的影響。
在這樣的時代背景下,能抓住機遇,進入FPGA行業,對個人的發展也是有著深遠的影響。
FPGA人才需求
在推動FPGA發展的關口,生態依舊是最重要的關鍵點之一,目前國內FPGA面臨的生態問題依舊十分顯著。
最需要面對的問題便是人才。FPGA是高端領域的芯片,入門門檻極高,然而國內高校生或技術人員,掌握最多的編程語言是C語言或者是C++,會用FPGA編程語言的人才十分匱乏。英特爾FPGA中國創新中心總經理張瑞表示,據不完全統計,美國FPGA工程師是中國的10—20倍。
“招人”成為了國內企業面對的一大困境。科大訊飛股份有限公司云計算研究院副院長張致江表示,軟件人才的招聘一直不是問題,問題最大的是招聘FPGA領域的人才,能夠使用FPGA進行高性能計算、高主頻的高性能計算的人才鳳毛麟角。
不只是中國,就大環境來說,全球的FPGA人才都很少。FPGA領域門檻比較高,需要產業鏈整體配合,才能完成具體應用領域的突破。要多給年輕人動手的機會,才能把未來的技術開發做好,將真正的應用開發做出來。
而對于電子行業年輕人來說,學習并掌握FPGA,無疑是對個人就業潛力的巨大提升。
抓住這樣一個發展的紅利,足以改變你一生的職業路徑。
那么如何學習FPGA呢?
FPGA對我們如此重要,那么對于初學者來說,到底該如何學習FPGA呢?學習一門技術最好有合適的指導老師,這樣對掌握FPGA技術更容易,可惜的是大部分的學校還未開設相關的課程,也缺少具有實踐經驗的老師,那么如何才能找到一種捷徑幫助初學者快速學會如此具有競爭力的技術呢?
(1)掌握FPGA的編程語言
在學習一門技術之前我們往往從它的編程語言開始,如同學習單片機一樣,我們從C語言開始入門,當掌握了C語言之后,開發單片機應用程序也就不是什么難事了。學習FPGA也是如此,FPGA的編程語言有兩種:VHDL和Verilog, VHDL在歐洲的應用較為廣泛,而Verilog在中國、美國、日本、***等地應用較為廣泛,作者比較推崇是Verilog,因為它非常易于學習,很類似于C語言,如果具有C語言基礎的人,只需要花很少的時間便能迅速掌握Verilog,而VHDL則較為抽象,學習的時間較長。
作為在校大學生,學習Verilog的最好時期是在大學二年級開設《電子技術基礎(數字部分)》時同步學習,不僅能夠理解數字電路實現的方式,更能通過FPGA將數字電路得以實現。大三、大四的學生還可以進一步強化學習Verilog,建議以北京航天航空大學出版社出版的由夏宇聞教授編寫的《Verilog數字系統設計教程(第二版)》作為藍本,本書比較全面地、詳細地介紹了Verilog的基本語法。如果是其他初學者,可以直接借助《Verilog數字系統設計教程(第二版)》和本書即能全面掌握Verilog的語法,這是學習FPGA的第一步,也是必不可少的一步。
(2)FPGA實驗尤為重要
除了學習編程語言以外,更重要的是實踐,將自己設計的程序能夠在真正的FPGA里運行起來,這時我們需要選一塊板子進行實驗,一般的板子基本上可以滿足大家的需求,大家感興趣的不妨買一塊做做實驗
(3)FPGA培訓不可忽視
在有條件的情況下,參加FPGA的培訓可以在短時間內大幅提升自己的水平,因為有老師帶著可以省去了很多彎路。
希望大家都能夠趕上時代的浪潮,借著5G的風,提升自己的職業“身價”呀。
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原文標題:?5G時代,FPGA將大有可為,行業人才需求劇增
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