隨著AI、大數(shù)據、物聯(lián)網、無人駕駛等新興技術的發(fā)展，FPGA憑借靈活性、可重構性贏得了更多增量市場。賽靈思的營收也一路高歌，在2019財年突破了30億美元，年度增長高達24％，而全球FPGA市場規(guī)模在50－60億美元，僅賽靈思一家就占據了半壁江山，加上英特爾PSG和Lattice拿走的市場份額，留個國產FPGA的市場空間所剩無幾。

國內FPGA發(fā)展的最大障礙就是專利技術，賽靈思和英特爾兩家公司從單元架構、IP，到互聯(lián)等核心技術設置了層層壁壘，國產FPGA公司發(fā)展二十多年來，在突圍的路上走得異常艱難，到現(xiàn)在依然處于被動創(chuàng)新、研發(fā)成本居高不下的窘況中。根據GlobalMarketInsights的數(shù)據，預計到2022年亞太區(qū)域FPGA市場將突破40億美元，而國外廠商會占到99％的市場份額。在國產當自強的大背景下，如何發(fā)力突圍成為國產FPGA廠商面臨的最大挑戰(zhàn)。

目前國內的FPGA廠商主要有京微齊力、高云半導體、紫光同創(chuàng)、上海安路科技、AGM幾家公司，下面我們就透過這些公司的發(fā)展來看一看國產FPGA市場的發(fā)展歷程。

京微齊力：二次創(chuàng)業(yè)再出發(fā)

大家可能對京微齊力沒有太深刻印象，但是一定聽說過“京微雅格”這個名字。京微雅格就是京微齊力的前身。京微雅格成立于2005年，為了繞過國外公司的專利壁壘，沒有做與賽靈思、Altera（現(xiàn)在的英特爾PSG）、Lattice Pin－pin兼容的芯片，而且采用了SoC FPGA的戰(zhàn)略，片上整合了DSP、Memory、MCU等單元的產品。當時京微雅格CEO劉明的解釋是，F(xiàn)PGA和MCU不同，MCU可以從ARM獲得授權，而FPGA所有的代碼、工具都要自己一點點去搭，國外公司對我們造成的技術壁壘，這就好比高速公路設有收費站，咱們進不去，只好另辟蹊徑，走鄉(xiāng)間小路。

從2012年開始，京微雅格開始將產品商用化，相繼推出了“山”、“河”系列，但是面向的都是中低端市場。在2016年初，京微雅格發(fā)布了面向高端市場的“云”系列CME－C1，也代表國產FPGA從低端逐步邁向中高端市場。當時京微雅格的市場副總裁王海力介紹，CME－C1在關鍵技術指標上達到了國內領先，可實現(xiàn)對同行競爭對手中端FPGA芯片的部分替代，有效填補國產FPGA的市場空白。

可惜，在2016年6月，京微雅格因為資金、結構調整的問題走向了分裂。還是在王海力和幾名老員工的堅持和努力之下，得到了投資方的注資，進行二次創(chuàng)業(yè)，成立了京微齊力。除了繼續(xù)銷售原有的FPGA芯片，還研發(fā)面向人工智能等新興應用的AiPGA芯片、異構計算HPA芯片、嵌入式可編程eFPGA IP核，現(xiàn)在京微齊力逐步走向了正軌。

高云半導體：從技術到市場拓展，步步為營

再看憑借技術起家的高云半導體，似乎比京微雅格走的順利一些。2014年，高云半導體成立于佛山，后搬到廣州，核心研發(fā)人員平均從事FPGA軟件、硬件技術開發(fā)時間超過15年。其CEO朱璟輝畢業(yè)于清華大學，從1996年到2011年在Lattice負責技術研發(fā)，經歷了7代FPGA產品開發(fā)，獲得了11項美國專利，5項中國專利；其SVP 宋寧曾在Lattice、Cadence擔任過高工，負責高云半導體FPGA全流程軟件開發(fā)，對FPGA架構、硬件設計、軟件研發(fā)同步開發(fā)有獨到經驗。

在產品研發(fā)方面，高云半導體2015年量產國內第一塊產業(yè)化的55nm工藝400萬門的中密度FPGA芯片，并開放開發(fā)軟件下載；2016年第一季度順利推出國內首顆55nm嵌入式Flash＋SRAM的非易失性FPGA芯片；2017年小蜜蜂家族中的GW1N－4、GW1N－1，晨熙家族GW2A系列FPGA產品開始批量出貨；2018年，高云宣布研發(fā)成功了GW3AT－100，這是國內首款28納米中高密度FPGA，由臺積電代工；2019年，高云宣布推出安全FPGA。

在銷售方面，今年1月，高云半導體宣布累計出貨FPGA器件1000W片；今年3月，高云半導體宣布累計出貨1500萬片，客戶覆蓋工業(yè)、車載、通信、家電、消費及IoT等領域，已有70余家客戶實現(xiàn)了大批量生產，應用于300個項目中。今年，高云半導體又相繼簽訂了美國、英國、日本、俄羅斯等海外市場的代理商，向海外進軍。

從產品研發(fā)到市場開拓，從國內到國際市場，從低密度產品到高密度產品，高云半導體從主攻技術移步到主攻市場，在FPGA市場的發(fā)展可謂步步為營。

紫光同創(chuàng)：高中低端全面布局

紫光同創(chuàng)是紫光集團旗下的子公司，成立于2013年，注冊資金達3億元、總投資達到10億元，主要產品是可編程邏輯器件，擁有Titan、Logos和Compact共3個系列產品。其中Titan PGT30G已量產，采用了完全自主產權的體系結構和主流先進制造工藝，帶有DDR3和PCIe接口，可以達到千萬門級，制程工藝采用了***聯(lián)華UMC的40nm制程。

紫光同創(chuàng)的Titan系列高性能FPGA PGT180H擁有2000多萬門規(guī)模、6．25Gbps 高速串行接口Serdes，可滿足部分通信設備應用需求，目前已在中興通訊、烽火通信、華三通信等公司實現(xiàn)了量產應用。除了中大規(guī)模FPGA器件外，紫光同創(chuàng)還陸續(xù)推出了CPLD和小規(guī)模FPGA器件，在大、中、小規(guī)模產品領域全線出擊，不斷完善產品線。

今年8月，紫光國微擬對全資子公司茂業(yè)創(chuàng)芯增資1億元人民幣，以助力茂業(yè)創(chuàng)芯對參股子公司深圳市紫光同創(chuàng)增資事項順利實施，紫光同創(chuàng)本次融資的重點發(fā)展方向是加速和保障28nm新產品研發(fā)，紫光同創(chuàng)28nm產品為Logos－2系列高性價比FPGA，產品規(guī)模覆蓋15K～330K邏輯單元 LE，最大規(guī)模高達3000多萬門，共有近10款產品，帶有6．6Gbps／12．5Gbps serdes、DDR3、LVDS和MIPI等高速接口，Logos－2系列FPGA定位于通信協(xié)處理、人工智能終端、工業(yè)與物聯(lián)網、高速視頻流媒體處理等中高端市場應用領。

顯然，紫光同創(chuàng)的戰(zhàn)略方向不僅是布局中低端市場，高端應用也要覆蓋，尤其是在中國市場發(fā)展人工智能、自動駕駛技術發(fā)展迅速，需要高端FPGA來實現(xiàn)加速處理。

上海安路科技：打造芯片、軟件、平臺一體化系統(tǒng)

上海安路科技成立于2011年，先后獲得中信資本、杭州士蘭微集團、深圳創(chuàng)維集團、中國電子信息產業(yè)集團華大半導體有限公司和上海科技創(chuàng)業(yè)投資有限公司戰(zhàn)略投資。主要產品包括高性價比的可編程邏輯器件（FPGA）、可編程系統(tǒng)級芯片（SOC）、定制化可編程芯片、及相關軟件設計工具和創(chuàng)新系統(tǒng)解決方案。

在產品上，上海安路科技布局了三個系列：高端PHOENIX（鳳凰）、中端EAGLE（獵鷹）、低端ELF（精靈）。產品在核心架構、軟件算法和系統(tǒng)集成等方面擁有多項技術專利。其中，2016年首創(chuàng)推出的FPGA＋DRAM SIP封裝產品，受到LED顯示客戶歡迎，目前在LED顯示控制行業(yè)起著引領作用。先進工藝FPGA器件的研發(fā)是各家FPGA公司實力的體現(xiàn)，安路科技也研發(fā)了采用28nm工藝的高性能大容量FPGA產品Phoenix系列產品PH5－100K將于2019年底推出樣片。

在軟件平臺上，上海安路科技開發(fā)的全流程TD軟件系統(tǒng)和硬件芯片完美地結合在一起，提供了用戶從前端綜合到位流生成的完全開發(fā)平臺。公司在核心架構、軟件算法和系統(tǒng)集成方面擁有多項技術專利。在產品創(chuàng)新和市場創(chuàng)新中，上海安路科技積累了大量的專利和IP，保障了自身和客戶的合法權益，繞開了國外企業(yè)的專利壁壘。

AGM：從編譯軟件滲透到FPGA產業(yè)鏈

上海遨格芯微電子（AGM）成立于2012年，由來自美國硅谷的知名可編程邏輯芯片企業(yè)的團隊和國內資深工程團隊創(chuàng)辦。與國內其它FPGA公司的發(fā)展歷程不同，AGM是以開發(fā)自主產權的編譯軟件開始，兼容切入現(xiàn)有FPGA軟件的生態(tài)鏈。

2014年，智能手機正在起飛，AGM抓住時機推出了用于智能手機和loT的FPGA芯片，并且通過了三星嚴格的供應商測試認證，成為三星Galaxy手機里除Lattice之外的唯一備選FPGA器件，實現(xiàn)了國內FPGA公司出口零的突破。Intel收購Altera后，Intel對于中低端市場的忽視使AGM贏得了千載難逢的發(fā)展機遇，AGM加快蠶食Altera在中低端的FPGA市場份額，到2016年，AGM已經在如LED多彩控制、點鈔機等垂直市場搶占了部分市場份額。

通過對FPGA芯片的快速迭代開發(fā)，AGM得以進入整個FPGA生態(tài)圈，用微弱的力量在國際巨頭幾乎壟斷的FPGA生態(tài)圈里鍥入一個釘子，隨著IP庫的積累和軟件工具的成熟，利用大企業(yè)打瞌睡的時間悄悄地擴大了地盤。FPGA的市場難點在于沒有有效的商業(yè)模式可以迅速并低成本地擴大和接觸長尾市場，國產FPGA起步的商業(yè)模式關鍵則轉為如何迅速切入現(xiàn)存長尾市場中的高量細分。

公司目前已實現(xiàn)55nm、40nm工藝中密度FPGA的量產，并針對性推出了內嵌Flash、SDRAM等集成化方案產品，截至2018年已批量發(fā)貨2KK片。通過嚴謹科學的設計，360度圍繞客戶的技術支持及服務，以及貫穿全流程的高標準測試管理，為更多的行業(yè)合作伙伴提供最符合需求的高性價比FPGA整體解決方案。

國產FPGA廠商如何突圍？

據MRFR統(tǒng)計2018年全球FPGA市場規(guī)模為60億美元左右，隨著AI＋5G的應用逐步展開， FPGA市場規(guī)模有望在2025年達到125億美元，年復合增長率為10．22％。其中在亞太地區(qū)，尤其是在中國，隨著新興基礎建設應用的鋪開，F(xiàn)PGA的復合增長率有望高于其它地區(qū)，成為重要的增量市場。

相對中國市場的近1700家IC設計企業(yè)，國內FPGA廠家少得可憐，其實并不是FPGA產品利潤微薄，而是技術障礙不可逾越。FPGA產業(yè)要想成功需要搭建完整的生態(tài)系統(tǒng)，F(xiàn)PGA芯片、EDA工具、IP庫等缺一不可。只有建設完善的生態(tài)系統(tǒng)，才能給用戶提供更全面的設計資源，從而突出系統(tǒng)優(yōu)勢，迅速適應各種市場應用變化。

從投資的角度來看，F(xiàn)PGA產品投資周期很長，一代產品從投入研發(fā)到產品量產大約需要七年。一般跨入新行業(yè)要做到第三代產品以后才能趕上行業(yè)正常水準，按照兩年一代計算，總的投資周期超過10年，創(chuàng)投公司很難等如此長時間而不求任何回報。

雖然國產FPGA市場重重受阻，但是在政策的大力推進下，新的FPGA公司相繼涌現(xiàn)，從京微雅格、紫光國芯，到高云半導體、安路科技、AGM，在研發(fā)、設計、生產各個環(huán)節(jié)都實現(xiàn)了原始技術積累，并推出了高性價比的FPGA產品和高性能的FPGA產品。雖然國產FPGA廠商和賽靈思、英特爾的差距還很大，但是能夠看到這些國產FPGA公司的決心。

中國大力發(fā)展FPGA是大勢所趨，國產FPGA廠商在打造中低端產品的同時也要研發(fā)高端產品，打造高、中、低端完整的產品線，全方位滿足國內FPGA應用端的需求。從目前的現(xiàn)狀看，國內FPGA廠商芯片、軟件非常分散，用戶每采用一款新的FPGA都需要學習不同的系統(tǒng)平臺，這不僅會加重客戶的負擔，而且會浪費整體資源，F(xiàn)GPA廠商不僅要努力追趕國外巨頭，同時要面對內部競爭壓力，不利于國內FPGA產業(yè)鏈的發(fā)展。

關于FPGA芯片設計，國內FPGA產業(yè)鏈也要“集中精力辦大事”，設計芯片的公司不宜過多，否則會造成資源浪費。只有更多設計公司圍繞國產FPGA芯片展開應用，才能讓國產FPGA產品有機會進行迭代，實現(xiàn)性能升級，縮小與國際巨頭的差距。