中國FPGA產(chǎn)業(yè)未來如何在市場上立足
[導(dǎo)讀]通常來說半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是周期性行業(yè)，其周期一般為4到5年。但是隨著新技術(shù)和應(yīng)用的快速發(fā)展，現(xiàn)今半導(dǎo)體周期越來越短，且每一個周期都有典型應(yīng)用作為拉動點，比如過去的PC、后來的通信行業(yè)。FPGA也明顯符合這種規(guī)律。但
通常來說半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是周期性行業(yè)，其周期一般為4到5年。但是隨著新技術(shù)和應(yīng)用的快速發(fā)展，現(xiàn)今半導(dǎo)體周期越來越短，且每一個周期都有典型應(yīng)用作為拉動點，比如過去的PC、后來的通信行業(yè)。FPGA也明顯符合這種規(guī)律。但不同的是，當ASIC和ASSP蕭條的時候，往往迎來FPGA的大發(fā)展。2008年以來的金融危機使得半導(dǎo)體行業(yè)平均跌幅大于10%，但是市場數(shù)據(jù)卻顯示FPGA行業(yè)依然強勁增長。危機和低迷使ASIC和ASSP制造者為謹慎起見，不敢貿(mào)然推出新產(chǎn)品，避免巨大的NRE費用。而FPGA恰好能迎合這一需求。
全球FPGA市場現(xiàn)狀和發(fā)展前景展望
當今，半導(dǎo)體市場格局已成三足鼎立之勢，F(xiàn)PGA，ASIC和ASSP三分天下。市場統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，F(xiàn)PGA已經(jīng)逐步侵蝕ASIC和ASSP的傳統(tǒng)市場，并處于快速增長階段。
在全球市場中，Xilinx、Altera兩大公司對FPGA的技術(shù)與市場仍然占據(jù)絕對壟斷地位。兩家公司占有將近90%市場份額，專利達6000余項之多，而且這種壟斷仍在加強。同時，美國政府對我國的FPGA產(chǎn)品與技術(shù)出口進行苛刻的審核和禁運，使得國家在航天、航空乃至國家安全領(lǐng)域都受到嚴重制約。因此，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的FPGA技術(shù)與產(chǎn)品對打破美國企業(yè)和政府結(jié)合構(gòu)成的壟斷，及國家利益意義深遠。
作為一種可編程邏輯器件，F(xiàn)PGA在短短二十多年中從電子設(shè)計的外圍器件逐漸演變?yōu)閿?shù)字系統(tǒng)的核心。伴隨半導(dǎo)體工藝技術(shù)的進步，FPGA器件的設(shè)計技術(shù)取得了飛躍發(fā)展及突破。通過FPGA器件的發(fā)展歷程來看，今后仍將朝下以下幾個方向發(fā)展：
高密度、高速度、寬頻帶、高保密；
低電壓、低功耗、低成本、低價格；
IP軟/硬核復(fù)用、系統(tǒng)集成；
動態(tài)可重構(gòu)以及單片集群；
緊密結(jié)合應(yīng)用需求，多元化發(fā)展。
此外，集成了FPGA架構(gòu)、硬核CPU子系統(tǒng)（ARM/MIPS/MCU）及其他硬核IP的芯片已經(jīng)發(fā)展到了一個“關(guān)鍵點”，它將在今后數(shù)十年中得到廣泛應(yīng)用，為系統(tǒng)設(shè)計人員提供更多的選擇。例如，以應(yīng)用為導(dǎo)向，在受專利保護的FPGA平臺架構(gòu)上無縫集成特定功能模塊，以形成具備行業(yè)競爭優(yōu)勢（高性價比）的獨特產(chǎn)品。Altera、Cypress?半導(dǎo)體、Intel?和Xilinx?公司等供應(yīng)商相繼在最近一年發(fā)布或者開始發(fā)售SoC FPGA器件。
國際FPGA業(yè)內(nèi)大頭
在FPGA領(lǐng)域，Xilinx和Altera長期穩(wěn)坐第一第二的位置。根據(jù)最新Form-10K數(shù)據(jù)顯示，其分別占有48%和41%的市場份額。其中Xilinx凈銷售額為23.1億美元，凈收入為6.3億美元；Altera凈銷售額為19.5億美元，凈收入為7.8億美元。這兩家公司一直以來是市場和技術(shù)的領(lǐng)頭羊，而剩余的市場份額被Lattice占據(jù)多數(shù)。
為了在競爭中占據(jù)主動，Xilinx與Altera新近分別宣布其下一代FPGA產(chǎn)品都將采用高k金屬柵技術(shù)的28nm工藝，以滿足諸如云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)和3G應(yīng)用等領(lǐng)域所不斷增長的帶寬需求。由于PLD器件采用更高技術(shù)的工藝節(jié)點制造，無疑可以降低成本、提升性能，尤其是能夠改進一直以來為ASIC所詬病的功耗水平，以適應(yīng)更廣闊的設(shè)計應(yīng)用。
Xilinx和Altera雖然控制世界將近90%的FPGA市場，但是他們的產(chǎn)品是大多以純FPGA為主?！捌脚_化”已成為FPGA一個發(fā)展趨勢，盡管Xilinx和Altera在FPGA“平臺化”方面在最近幾年也有涉及，但概念和特點比較簡單，沒有完全形成氣候。
權(quán)威市場調(diào)研機構(gòu)Gartner 2010年初的預(yù)測數(shù)據(jù)表明，F(xiàn)PGA正處于一個加速增長的市場勢態(tài)中。未來5年，市場平均增長幅度超過12.6%，這種增長幅度遠大于ASIC和ASSP市場。同時，市場數(shù)據(jù)表明其行業(yè)平均毛利大于60%。FPGA行業(yè)需要更大的市場規(guī)模，以吸引更多的使用者。預(yù)計未來5年，隨著產(chǎn)量增加，成本進一步降低，F(xiàn)PGA市場份額將會持續(xù)增大。
中國FPGA機遇何在？
為了滿足經(jīng)濟發(fā)展和國防需求，打破美國的壟斷，中國政府多年來投入了數(shù)百億科研經(jīng)費，通過逆向工程方式仿制美國對我禁運的FPGA產(chǎn)品。但由于知識產(chǎn)權(quán)、生產(chǎn)工藝和軟件技術(shù)等多方面的限制，仿制品種有限，技術(shù)無法突破，難以滿足國家安全的需要。隨著國際形勢的變化，通過走私進口禁運產(chǎn)品的渠道可能被切斷，進口的關(guān)鍵芯片也可能被人為地嵌入后門通道或定時炸彈等模塊，嚴重危及國家安全。
我們不得不承認國產(chǎn)FPGA產(chǎn)業(yè)與國際巨頭還存在較大的差距，不論從產(chǎn)品性能、功能、功耗、軟件、應(yīng)用支撐上都有差距。甚至成本上，我們的優(yōu)勢也不大。
但是，中國擁有超過50億元的FPGA市場。“十二五”期間，中國的可編程器件市場仍將保持年均30%以上的增長速度。中國尤其是北京等重要研究部門急需也長期需要FPGA用于國家安全和重點應(yīng)用，比如航天航空、信息安全、知識產(chǎn)品保護等。此外，中國電子產(chǎn)品市場要求敏捷快速的研發(fā)周期和少量多樣的產(chǎn)品形態(tài)，最適合FPGA應(yīng)用。
然而，除京微雅格之外，目前只有幾家以逆向工程和軍工市場為主的企業(yè)。因此，中國FPGA產(chǎn)業(yè)享有巨大的發(fā)展空間，機遇與挑戰(zhàn)并存。
全球FPGA市場現(xiàn)狀和發(fā)展前景展望
當今，半導(dǎo)體市場格局已成三足鼎立之勢，F(xiàn)PGA，ASIC和ASSP三分天下。市場統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，F(xiàn)PGA已經(jīng)逐步侵蝕ASIC和ASSP的傳統(tǒng)市場，并處于快速增長階段。
在全球市場中，Xilinx、Altera兩大公司對FPGA的技術(shù)與市場仍然占據(jù)絕對壟斷地位。兩家公司占有將近90%市場份額，專利達6000余項之多，而且這種壟斷仍在加強。同時，美國政府對我國的FPGA產(chǎn)品與技術(shù)出口進行苛刻的審核和禁運，使得國家在航天、航空乃至國家安全領(lǐng)域都受到嚴重制約。因此，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的FPGA技術(shù)與產(chǎn)品對打破美國企業(yè)和政府結(jié)合構(gòu)成的壟斷，及國家利益意義深遠。
作為一種可編程邏輯器件，F(xiàn)PGA在短短二十多年中從電子設(shè)計的外圍器件逐漸演變?yōu)閿?shù)字系統(tǒng)的核心。伴隨半導(dǎo)體工藝技術(shù)的進步，FPGA器件的設(shè)計技術(shù)取得了飛躍發(fā)展及突破。通過FPGA器件的發(fā)展歷程來看，今后仍將朝下以下幾個方向發(fā)展：
高密度、高速度、寬頻帶、高保密；
低電壓、低功耗、低成本、低價格；
IP軟/硬核復(fù)用、系統(tǒng)集成；
動態(tài)可重構(gòu)以及單片集群；
緊密結(jié)合應(yīng)用需求，多元化發(fā)展。
此外，集成了FPGA架構(gòu)、硬核CPU子系統(tǒng)（ARM/MIPS/MCU）及其他硬核IP的芯片已經(jīng)發(fā)展到了一個“關(guān)鍵點”，它將在今后數(shù)十年中得到廣泛應(yīng)用，為系統(tǒng)設(shè)計人員提供更多的選擇。例如，以應(yīng)用為導(dǎo)向，在受專利保護的FPGA平臺架構(gòu)上無縫集成特定功能模塊，以形成具備行業(yè)競爭優(yōu)勢（高性價比）的獨特產(chǎn)品。Altera、Cypress?半導(dǎo)體、Intel?和Xilinx?公司等供應(yīng)商相繼在最近一年發(fā)布或者開始發(fā)售SoC FPGA器件。
國際FPGA業(yè)內(nèi)大頭
在FPGA領(lǐng)域，Xilinx和Altera長期穩(wěn)坐第一第二的位置。根據(jù)最新Form-10K數(shù)據(jù)顯示，其分別占有48%和41%的市場份額。其中Xilinx凈銷售額為23.1億美元，凈收入為6.3億美元；Altera凈銷售額為19.5億美元，凈收入為7.8億美元。這兩家公司一直以來是市場和技術(shù)的領(lǐng)頭羊，而剩余的市場份額被Lattice占據(jù)多數(shù)。
為了在競爭中占據(jù)主動，Xilinx與Altera新近分別宣布其下一代FPGA產(chǎn)品都將采用高k金屬柵技術(shù)的28nm工藝，以滿足諸如云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)和3G應(yīng)用等領(lǐng)域所不斷增長的帶寬需求。由于PLD器件采用更高技術(shù)的工藝節(jié)點制造，無疑可以降低成本、提升性能，尤其是能夠改進一直以來為ASIC所詬病的功耗水平，以適應(yīng)更廣闊的設(shè)計應(yīng)用。
Xilinx和Altera雖然控制世界將近90%的FPGA市場，但是他們的產(chǎn)品是大多以純FPGA為主?！捌脚_化”已成為FPGA一個發(fā)展趨勢，盡管Xilinx和Altera在FPGA“平臺化”方面在最近幾年也有涉及，但概念和特點比較簡單，沒有完全形成氣候。
權(quán)威市場調(diào)研機構(gòu)Gartner 2010年初的預(yù)測數(shù)據(jù)表明，F(xiàn)PGA正處于一個加速增長的市場勢態(tài)中。未來5年，市場平均增長幅度超過12.6%，這種增長幅度遠大于ASIC和ASSP市場。同時，市場數(shù)據(jù)表明其行業(yè)平均毛利大于60%。FPGA行業(yè)需要更大的市場規(guī)模，以吸引更多的使用者。預(yù)計未來5年，隨著產(chǎn)量增加，成本進一步降低，F(xiàn)PGA市場份額將會持續(xù)增大。
中國FPGA機遇何在？
為了滿足經(jīng)濟發(fā)展和國防需求，打破美國的壟斷，中國政府多年來投入了數(shù)百億科研經(jīng)費，通過逆向工程方式仿制美國對我禁運的FPGA產(chǎn)品。但由于知識產(chǎn)權(quán)、生產(chǎn)工藝和軟件技術(shù)等多方面的限制，仿制品種有限，技術(shù)無法突破，難以滿足國家安全的需要。隨著國際形勢的變化，通過走私進口禁運產(chǎn)品的渠道可能被切斷，進口的關(guān)鍵芯片也可能被人為地嵌入后門通道或定時炸彈等模塊，嚴重危及國家安全。
我們不得不承認國產(chǎn)FPGA產(chǎn)業(yè)與國際巨頭還存在較大的差距，不論從產(chǎn)品性能、功能、功耗、軟件、應(yīng)用支撐上都有差距。甚至成本上，我們的優(yōu)勢也不大。
但是，中國擁有超過50億元的FPGA市場。“十二五”期間，中國的可編程器件市場仍將保持年均30%以上的增長速度。中國尤其是北京等重要研究部門急需也長期需要FPGA用于國家安全和重點應(yīng)用，比如航天航空、信息安全、知識產(chǎn)品保護等。此外，中國電子產(chǎn)品市場要求敏捷快速的研發(fā)周期和少量多樣的產(chǎn)品形態(tài)，最適合FPGA應(yīng)用。
然而，除京微雅格之外，目前只有幾家以逆向工程和軍工市場為主的企業(yè)。因此，中國FPGA產(chǎn)業(yè)享有巨大的發(fā)展空間，機遇與挑戰(zhàn)并存。
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