FPGA是數(shù)字芯片的一類分支，與CPU、GPU等功能固定芯片不同的是，F(xiàn)PGA制造完成后可根據(jù)用戶需要，賦予其特定功能。

FPGA芯片涉及通信、工業(yè)、軍工/航天、汽車和數(shù)據(jù)中心等多個領(lǐng)域，且中國FPGA市場年均復(fù)合增長率預(yù)計超17%，增速顯著高于全球。

中國市場營收占據(jù)國際FPGA頭部廠商營收占比首位，國產(chǎn)替代空間廣闊，建議關(guān)注芯片行業(yè)明年左側(cè)布局機會。

FPGA---可以由用戶定制的高性能芯片

FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)是數(shù)字芯片的一個子門類，現(xiàn)場可編程性是FPGA的最大特點，CPU、GPU等芯片在被制造完成后，其功能就已被固定，而FPGA在制造完成后，可以根據(jù)用戶需要，通過EDA軟件配置特定電路，從而賦予其特定功能。FPGA的可編程技術(shù)是基于閃存、反熔絲和靜態(tài)存儲器實現(xiàn)的。

圖:FPGA在數(shù)字芯片中所在位置

資料來源:《FPGA原理和結(jié)構(gòu)》，中信建投

FPGA 由可編程的邏輯單元(Logic Cell)、和外部進行信號交互的輸入輸出單元(Input Output Block)與連接前兩種元素的開關(guān)連線陣列(Switch Box)共三個部分構(gòu)成。從產(chǎn)品發(fā)展角度，先進工藝(制程)、先進封裝可以提升FPGA容量，而同工藝下優(yōu)化基礎(chǔ)單元LC的設(shè)計及其他系統(tǒng)設(shè)計可以提升FPGA的性能，同時軟件的持續(xù)優(yōu)化、豐富的軟核IP庫也是不同廠商競爭力高低的體現(xiàn)。

FPGA行業(yè)高速增長，國內(nèi)外差距顯著

數(shù)據(jù)中心建設(shè)、人工智能和自動駕駛等新興市場的加速發(fā)展，帶動了FPGA需求持續(xù)增長。根據(jù)Gartner預(yù)測，2020-2026年全球FPGA市場規(guī)模從55.85億美元增至96.9億美元，年均復(fù)合增長率為9.6%。另根據(jù)Frost&Sullivan預(yù)測，2021-2025年中國FPGA市場規(guī)模預(yù)計將從176.8億元增至 332.2億元，年均復(fù)合增長率為17.1%，中國FPGA市場增速高于全球。

圖:中國FPGA市場規(guī)模預(yù)測

資料來源: Frost&Sullivan,中信建投

從下游市場角度，F(xiàn)PGA芯片下游涉及通信、工業(yè)、軍工/航天、汽車和數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域，其中通信市場占比最高，且有望持續(xù)提升，而在以上領(lǐng)域中，汽車預(yù)計增速最快。

目前，FPGA行業(yè)集中度較高，根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)，Xilinx、Intel、Lattice、Microchip 這4家美國公司共占據(jù)全球93%市場份額，國內(nèi)FPGA廠商在2021年占據(jù)國內(nèi)16%市場份額，國產(chǎn)替代空間廣闊。

圖:2021年全球FPGA市場份額(收入口徑)

資料來源: Gartner,摩根斯坦利,中信建投

國產(chǎn)替代空間較大，建議關(guān)注芯片行業(yè)明年左側(cè)布局機會

目前，國內(nèi)FPGA廠商在產(chǎn)品豐富度與技術(shù)實力與國際頭部大廠存在較大差距，如14 nm 及以下的先進制程產(chǎn)品區(qū)間國內(nèi)幾乎真空，而國內(nèi)公司在28nm制程的產(chǎn)品矩陣豐富度亦不及海外巨頭，疊加國內(nèi)產(chǎn)品在邏輯容量等方面的性能差距等，提升空間較大；同時國內(nèi)市場容量廣闊，目前Xilinx在中國營收占比超30%，Lattice占比超50%，中國均是其最大營收地區(qū)，近期國際大廠紛紛提價，國內(nèi)廠商對應(yīng)可替代的市場空間充足。

綜上，無論是具有不斷迭代新增需求的民用市場，還是出于國家安全考量，有極大自主可控需求的特種市場，F(xiàn)PGA都有較好的國產(chǎn)替代前景，國內(nèi)FPGA廠商成長空間廣闊。

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原文標題：芯片行業(yè)之淺談FPGA芯片

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