FPGA频刷存在感 这块芯片究竟有何特别之处？

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据媒体报道，世界最大的可编程芯片(fpga)制造商Xilinx公司22日正式推出了有史以来最大的fpga芯片——Virtex Ultrascale+VU19P。

Vu19p采用16nm技术，基于arm架构，拥有350亿个晶体管，拥有历史上最高的逻辑密度和最大的单芯片i/o数量(900万个系统逻辑单元和2072个用户i/o接口)。它用于最先进的人工智能芯片、5g芯片和汽车芯片的模拟和原型设计，并于2020年秋季上市。

21日，阿里达摩研究所发布了一个关于人工智能语音的fpga芯片技术——大毒蛇，它可以将语音生成算法的计算效率提高100倍以上。

fpga有什么特别之处？它的市场前景如何，会带来什么样的投资机会？

Fpga是一种“通用”芯片，可以先购买后设计

现场可编程门阵列是一种具有可编程特性的集成电路，它是在硅片上预先设计和实现的。它可以根据设计者的需要配置成特定的电路结构，这样客户就不必依赖芯片制造商设计和制造的asic芯片。它广泛应用于样机验证、通信、汽车电子、工业控制、航空航天、数据中心等领域。

与asic相比，fpga有三个优点:

(1)灵活性:通过对fpga编程，fpga可以执行asic可以执行的任何逻辑功能。fpga的独特优势在于它的灵活性，即它可以随时改变芯片的功能。在技术不成熟的阶段，这个特性可以降低产品的成本和风险，尤其是在5g的早期阶段。

(2)上市时间:由于fpga经过购买和编程后可以直接使用，因此fpga解决方案不需要等待3个月到1年的芯片流周期，为企业赢得了上市时间。

(3)成本:fpga和asic的主要区别在于后者有固定的成本，而fpga方案几乎没有，当使用量很小时，fpga方案不需要支付一次性的100万美元的成本，也不需要承担失败的风险，所以fpga方案的成本低于asic。随着使用量的增加，fpga方案的成本优势逐渐降低。在超过一定的使用量后，由于芯片数量多，asic方案在成本上更具优势。

虽然fpga市场很小，但5g和ai带来了决定性的增长

据wsts数据，2018年全球集成电路市场达到4688亿美元，同期全球fpga市场达到63亿美元，仅占集成电路市场的1.34%左右。虽然市场很小，但它将受益于5g基础设施的全球布局和未来人工智能技术的不断发展，fpga行业的需求增长是必然的。

在5g时代，fpga市场面临着销量和价格上升的机遇。由于Fpga主要用于收发器的基带，在5g时代，随着信道数量的增加，Fpga的使用规模将会扩大。由于FPGAs的定价与片上资源正相关，因此FPGAs在未来通信领域的成本也将上升。目前，基站中FPGAs的单价通常在几百元左右，预计未来还会进一步提高。收发信机的主要成本和功耗由基带承担，未来技术的复杂性将再次推高收发信机的成本，这将导致基站aau价格的上涨。

5g带来的fpga出货量增加来自两个方面。首先，通信基站数量的增加导致fpga组件使用的增加。5g之初，基站数量逐月增加。另一方面，由于5g信号的快速衰减，对小型基站的需求巨大，预计未来十年将超过1000万，与4g时期相比有明显的增长。其次，单个基站中fpga使用量的增加推动了fpga通信市场使用量的整体增加。由于5g大规模mimo的高并发处理要求，单个基站中fpga的使用量预计将从4g周期的2-3块增加到5g周期的4-5块，这将推动fpga的整体使用。

此外，fpga因其灵活性和高速计算能力而被广泛应用于ai加速卡中。根据semico研究的数据，2023年，人工智能领域的fpga市场规模预计将达到52亿美元。与目前63亿美元的fpga市场相比，人工智能领域的应用不容小觑。

国内市场:紫光同创是领导者，引领同行一代

国内fpga市场以紫光同创、上海安陆、广州高云半导体为代表，也在探索从消费到通信的市场机会。目前，国内企业拥有最高的工艺技术，正在批量生产40纳米产品，并积极研发28纳米产品。整个流程水平比Xilinx落后2-3代。

紫光同创(原名国鑫同创)是深圳国家微电子股份有限公司的子公司，于2013年12月注册，货币资金1.5亿元，专业从事fpga的研发和销售。2017年11月，为确保紫光同创R&D持续投资，加快产品市场化进程，促进公司业务健康发展，公司控股股东增资2.51亿元，紫光国威持股比例由73%降至36.5%，不再计入合并报表。

紫光同创拥有中国最先进的专利技术和生产技术，其40纳米产品可达2000+10000门。中国大约有200万种55纳米和65纳米的产品，它们比紫光工艺落后一代。新时代证券指出，在fpga方面，紫光国威积极推动泰坦、logos和紧凑型产品的应用和产业化，28纳米工艺的新一代fpga产品研发进展顺利。得益于国内替代，未来的增长将是巨大的。

来源：央视线