
2)门级规模直接影响FPGA可开发的潜力。FPGA是由一个个门电路组成的,门级规模直接影响着FPGA可实现的功能数量,门级规模的增加,意味用户在使用FPGA时,可以开发更多的功能。赛灵思的FPGA门级规模最高能达十亿,国内最高能达亿门级规模。
3)SerDes速率直接反映了FPGA与外界联通和数据传输的能力。SerDes速率是高速串并转换数据的传输速率,该速率越高,FPGA的数据传输量越大,国内最高的SerDes速率能达13.1Gbps(Gbps,即交换带宽,是衡量交换机总的数据交换能力的单位),国际巨头赛灵思SerDes速率最高达到58Gbps。
FPGA市场集中度高,赛灵思和英特尔占据主要市场。2018年赛灵思和英特尔合计市场占有率高达87%左右,Lattice和MicroChip合计占比5.6%,CR4均为美国公司,共占据了全世界92%以上的FPGA供应市场,国内FPGA厂商主要为复旦微、紫光同创、安路科技等。国产化率较低主要系国内FPGA芯片起步较晚,国产厂商于2000年左右起步,而美国头部厂商从1980s便开始推出FPGA产品;另外,FPGA芯片需要EDA软件的协同,而国内EDA软件发展尚不完备。
2022年FPGA全球市场空间大约80亿美元,网络通信和工业是最大的下游领域。FPGA下游应用非常广泛,涵盖网络通信、工业、数据中心、消费电子、汽车电子、人工智能等领域,根据Frost&Sullivan预测,2022年全球FPGA市场空间大约80亿美元,预计到2025年增加至126亿美元,2022-2025年CAGR为16%;2022年国内空间大约30亿美元左右,预计到2025年增加至接近50亿美元。从下游应用来看,网络通信和工业是最大的下游市场,但汽车电子领域预计增速最快;民用FPGA占据大部分市场。
网络通信:是FPGA芯片最大的下游市场,实现接口扩展、逻辑控制、数据处理、单芯片系统等功能。FPGA芯片依靠其运算速度可以满足通信领域高速的通信协议需求,又可以依靠灵活性适应通信协议持续迭代的特点。另外,FPGA芯片对于复杂信号、多维信号的处理能力较强,能够较好适应复杂的网络环境。①在有线通信领域,FPGA芯片主要用于数据接入、传送、路由器、交换机的多种电路板中,以实现信号控制、传输加速等功能;②在无线通信领域,FPGA芯片被应用于无线通信基站和射频处理单元的多种电路板中,以实现通信协议的各种功能和未来升级需求,集成CPU的FPGA芯片被应用在室内外微基站等无线网络通信中,以单芯片完成商业、住宅、工厂区域的多模覆盖、网络容量增加、人工智能计算等多功能需求。在无线通信中,许多功能模块都需要大量的滤波运算,这些滤波函数往往需要大量的乘和累加操作,FPGA芯片内的分布式逻辑和运算单元结构可以容易实现这些操作,进而实现通信过程中大量的高速信号处理功能。