國產(chǎn)FPGA黑馬時(shí)代，誰將逆襲成王?

 說起FPGA，就不得不提業(yè)內(nèi)最近的一個(gè)新聞。9月14日，美國外國投資委員會(huì)發(fā)布聲明稱，美國總統(tǒng)特朗普下達(dá)行政指令，叫停了中國背景私募股權(quán)基金(Canyon Bridge Fund Partners)收購美國芯片制造商Lattice(萊迪思)的交易，特朗普下達(dá)指令要求買賣雙方在未來30天內(nèi)，完成所有必要的步驟，以完全、永久性地放棄收購。

眾所周知，目前FPGA市場被四家美國公司壟斷：Silinx、Lattice、Alter(已被Intel收購)、Actel(已被Microsemi收購)。FPGA一直是中國的技術(shù)短板，要發(fā)展國產(chǎn)FPGA,特別是高端FPGA并沒有那么容易。高端的FPGA對工藝有很高的要求，Xilinx/Altera都已經(jīng)在做16/10nm以及直接3D IC了，低端的FPGA可以朝著考慮做一些MCU/DSP做不了的事情，或者用Xilinx或者Altera FPGA做太貴的方向。

為什么要發(fā)展國產(chǎn)FPGA?

FPGA之所能夠受到業(yè)者的熱烈歡迎，主要在于其在信號處理和控制應(yīng)用中能取代自定制專用集成電路(ASIC)和處理器。能夠提供硬件定時(shí)的速度和穩(wěn)定性，且無需類似自定制ASIC設(shè)計(jì)的巨額前期費(fèi)用的大規(guī)模投入。其可重新編程的硅芯片的靈活性與在基于處理器的系統(tǒng)上運(yùn)行的軟件相當(dāng)，且并不受可用處理器內(nèi)核數(shù)量的限制。

與處理器不同的是，F(xiàn)PGA屬于真正的并行實(shí)行，因此不同的處理操作無需競爭相同的資源。 每個(gè)獨(dú)立的處理任務(wù)都配有專用的芯片部分，能在不受其它邏輯塊的影響下自主運(yùn)作。 因此，添加更多處理任務(wù)時(shí)，其它應(yīng)用性能也不會(huì)受到影響。

FPGA的優(yōu)點(diǎn)那么多，但是做好FPGA并不容易。阻礙FPGA發(fā)展的有四大難點(diǎn)：工藝制程新、設(shè)計(jì)門檻高、資金投入大、技術(shù)人才缺?？v然前路漫漫，發(fā)展國產(chǎn)FPGA還是很有必要的。為什么這么說?讓我們用數(shù)據(jù)說話。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2014年，全球FPGA市場總規(guī)模達(dá)到50億美金，其中，中國的市場份額有15億美金，中國市場占全球市場的三分之一。分析機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)2015年至2020年全球FPGA市場的年復(fù)合增長率為9%，到2020年，全球FPGA 市場規(guī)模將達(dá)84億美金。

目前FPGA正處于一個(gè)加速增長的市場勢態(tài)中，增長幅度遠(yuǎn)大于其他芯片市場;同時(shí)，F(xiàn)PGA行業(yè)平均毛利可觀，據(jù)市場數(shù)據(jù)分析表明其行業(yè)平均毛利大于60%。FPGA行業(yè)也需要更大的市場規(guī)模，以吸引更多的使用者。預(yù)計(jì)隨著FPGA產(chǎn)量逐步增加，成本的進(jìn)一步降低，其市場份額將會(huì)持續(xù)增大。國內(nèi)的華為和中興等設(shè)備商，每年花在A家和X家產(chǎn)品采購的錢不計(jì)其數(shù)。

用高云首席執(zhí)行官朱璟輝的話說，“FPGA是有錢也買不到的先進(jìn)技術(shù)。”面對這份巨大的市場大蛋糕，朱璟輝表示，高云并不是把整個(gè)市場都拿下來，高云的目標(biāo)是拿下一部分市場，有些應(yīng)用是為了用嵌入式而用嵌入式，他認(rèn)為這是沒有必要的，高云的目標(biāo)市場是真正用到嵌入式的那部分。

高云發(fā)布重磅新品

2017年10月27日，在ICChina期間，高云召開新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)，發(fā)布了小而專的GW1NS-2 SoC、高精尖的GW3AT高性能FPGA和RISC-V平臺(tái)化產(chǎn)品。

其實(shí)在這之前，高云已經(jīng)推出了不少產(chǎn)品。2014年1月高云成立，短短三年的發(fā)展，就先后推出了晨熙、小蜜蜂兩個(gè)家族、4個(gè)系列FPGA產(chǎn)品，涵蓋了11個(gè)型號、50多種封裝的芯片，一躍成為國產(chǎn)FPGA領(lǐng)導(dǎo)者。

晨熙家族產(chǎn)品作為中密度FPGA典型代表，采用了成熟的55nm SRAM制造工藝，包括GW2A-55、GW2A-18、GW2AR-18三個(gè)型號，其中GW2A-55不僅在同等密度的器件里I/O最多，也是國內(nèi)首款400萬門級中密度FPGA器件，晨熙家族產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制、工業(yè)視頻、服務(wù)器、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。

小蜜蜂家族的第一代產(chǎn)品GW1N/GW1NR系列非易失性FPGA采用業(yè)界領(lǐng)先的臺(tái)積電55nm嵌入式Flash+SRAM工藝制造。最小封裝尺寸僅有2.4×2.3mm2,厚度只有0.62mm,是業(yè)界非易失性FPGA中尺寸最小的芯片，GW1N/GW1NR系列產(chǎn)品可以廣泛的應(yīng)用于視頻、音頻、工業(yè)、LED、無人機(jī)、智能家居等行業(yè)。

云源軟件是高云自主研發(fā)的新一代FPGA集成開發(fā)環(huán)境，云源軟件支持高云推出的所有FPGA器件，軟件內(nèi)嵌了Synplify Pro，經(jīng)過Synopsys正規(guī)授權(quán)。支持Verilog、VHDL等語言的混合編程，內(nèi)嵌IP生成器、Floorplanner、在線邏輯分析儀GAO等工具，可以完成FPGA開發(fā)過程中綜合、布局、布線及產(chǎn)生比特流等一站式工作，滿足高、中、低密度FPGA的開發(fā)需要。

為加速用戶產(chǎn)品研發(fā)，方便用戶創(chuàng)新設(shè)計(jì)，高云半導(dǎo)體還推出了自主產(chǎn)權(quán)軟核集，囊括了多種總線接口IP、高速DDR接口IP、MIPI接口IP、LVDS LCD控制器、嵌入式內(nèi)存控制器等IP軟核。

同時(shí)，在發(fā)布會(huì)現(xiàn)場還重磅推出RISC-V平臺(tái)。據(jù)介紹，RISC-V 是由加州大學(xué)伯克利分校研究院在2010年打造的一個(gè)CPU芯片架構(gòu)，它免費(fèi)向所有人開放的。開發(fā)者可以基于這個(gè)架構(gòu)開發(fā)用于PC、服務(wù)器、智能手機(jī)、可穿戴和其他設(shè)備的芯片。RISC-V使得“用極小的代價(jià)就可以定制出低成本、高性能的SoC”成為可能，對高云而言，是一個(gè)難得的歷史機(jī)遇。

高云堅(jiān)持走正向設(shè)計(jì)自主研發(fā)之路。朱璟輝提到，“當(dāng)前全球FPGA市場的99%仍被美國公司壟斷，業(yè)界越發(fā)深刻認(rèn)識(shí)到FPGA是有錢也買不到的高端先進(jìn)技術(shù)，發(fā)展國產(chǎn)FPGA唯有走正向設(shè)計(jì)自主研發(fā)之路。”

然而正向設(shè)計(jì)也面臨著巨大的投入：持續(xù)資金投入、巨大的設(shè)計(jì)難度、殘酷的市場競爭。但是高云有強(qiáng)大的底氣，這份底氣來源于高云擁有一支當(dāng)前國內(nèi)最好的FPGA技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)，這個(gè)核心團(tuán)隊(duì)的成員全都在那幾家FPGA工作有十年以上的工作經(jīng)驗(yàn)。

值得高云驕傲的是，高云的流片成功率100%，目前產(chǎn)品從今年9月份開始已經(jīng)量產(chǎn)，預(yù)計(jì)春節(jié)前累計(jì)銷量可突破200萬。

關(guān)于高云半導(dǎo)體

廣東高云半導(dǎo)體科技股份有限公司于2014年1月成立，公司致力于開發(fā)國產(chǎn)FPGA解決方案并推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化，旨在推出具有核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的民族品牌FPGA芯片。公司以為用戶提供最高品質(zhì)的服務(wù)為宗旨，可提供包含芯片、設(shè)計(jì)軟件、軟核、參考設(shè)計(jì)、演示板等一站式服務(wù)。

目前國內(nèi)做FPGA的廠家，除了高云，還有京微雅格、復(fù)旦微電子、同方國芯、上海安路……國產(chǎn)FPGA最終的黑馬是誰?讓我們交給市場和時(shí)間來檢驗(yàn)吧。