便于FPGA市場現(xiàn)狀和發(fā)展前景展望

通常來說半導體產(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)和應用的快速發(fā)展，現(xiàn)今半導體周期越來越短，且每一個周期都有典型應用作為拉動點，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，半導體市場格局已成三足鼎立之勢，FPGA，ASIC和ASSP三分天下。市場統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，FPGA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，FPGA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)十年中得到廣泛應用，為系統(tǒng)設(shè)計人員提供更多的選擇。例如，以應用為導向，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®半導體、Intel®和Xilinx®公司等供應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，以適應更廣闊的設(shè)計應用。

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。“平臺化”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年初的預測數(shù)據(jù)表明，FPGA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。預計未來5年，隨著產(chǎn)量增加，成本進一步降低，FPGA市場份額將會持續(xù)增大。

賽靈思：重點布局深耕中國市場

賽靈思公司目前在中國內(nèi)地設(shè)有6家辦事處，公司很多項重要的區(qū)域性業(yè)務均以中國為基地。例如，亞太區(qū)技術(shù)支持中心設(shè)在上海。另外，針對中國快速發(fā)展的PLD市場，賽靈思特別成立了兩個專門的產(chǎn)品小組分別負責數(shù)字信號處理和低成本消費電子解決方案的開發(fā)。賽靈思還在深圳和上海均建立了應用中心和實驗室，負責DSP（數(shù)字信號處理）和低成本解決方案的開發(fā)和客戶支持。他們的主要業(yè)務包括DSP、嵌入式、無線、視頻和監(jiān)測等應用的 IP（知識產(chǎn)權(quán)）開發(fā)、參考解決方案設(shè)計和整體解決方案設(shè)計。 目前在中國內(nèi)地市場，賽靈思公司與三大分銷合作伙伴包括安富利、好利順和世健科技一起為該地區(qū)日益增長的FPGA用戶需求提供專業(yè)快捷的支持。同時，作為一家知名的無生產(chǎn)線半導體企業(yè)，賽靈思公司將其低成本的CPLD（復雜的PLD）系列的生產(chǎn)外包給國內(nèi)領(lǐng)先代工廠——— 和艦科技。 拓展業(yè)務領(lǐng)域 加大中國投入。

Altera：看好中國市場

Altera亞太區(qū)副總裁兼董事總經(jīng)理 ErhaanShaikh Altera很早就認識到了中國的發(fā)展?jié)摿?，自進入中國之日起，就一直不斷加大在中國市場的投入。早在2000年，Altera公司就宣布在中國上海成立亞太區(qū)技術(shù)支援中心，這一舉措體現(xiàn)了Altera對亞太區(qū)特別是中國的長期投資策略。

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應用。

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。

京微雅格的發(fā)展策略

京微雅早在2005年開始，就專注于研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的集FPGA、CPU、存儲器為一體的可編程系統(tǒng)芯片，是目前美國硅谷地區(qū)以外唯一利用自主知識產(chǎn)權(quán)開發(fā)出商業(yè)化FPGA芯片產(chǎn)品的公司。它首創(chuàng)了芯片上可配置應用平臺CAP（Configurable Application Platform），并占據(jù)領(lǐng)軍者地位。該平臺基于Tile構(gòu)架，不僅幫助客戶大大縮短了產(chǎn)品上市時間，提高產(chǎn)品設(shè)計靈活度，而且通過攤薄高額流片費用降低了客戶進入市場的成本。配合高效的軟件套件及面向應用需求的豐富的軟硬IP模塊，CAP平臺可被廣泛運用于可重構(gòu)系統(tǒng)芯片設(shè)計，以增強系統(tǒng)供應商的競爭力。

京微雅格采取以用戶設(shè)計（design-in）為先導的銷售方式，直接服務客戶的直銷模式為主，代理商（渠道）銷售模式為導向，提供雙贏服務?？紤]到FPGA的靈活性等特點，公司不僅提供上述不同領(lǐng)域內(nèi)通用的整體解決方案，還針對客戶的特殊需求，提供專門的設(shè)計服務。這是ASIC/ASSP芯片無法做到的，也是Xilinx/Altera等FPGA巨頭不能做的事情。公司計劃建立強大的創(chuàng)新應用與設(shè)計服務中心，每年至少推出200個用戶設(shè)計和30個解決方案。

采購方面，京微雅格采用國際先進的無晶圓片（Fabless）生產(chǎn)模式，芯片生產(chǎn)委托中芯國際等來執(zhí)行，成本會計入芯片成本，使公司專注于自己擅長的含金量高的芯片設(shè)計和產(chǎn)品創(chuàng)新上，而產(chǎn)品質(zhì)量上也有更多的保證，價格更具優(yōu)勢。同時生產(chǎn)計劃和庫存變得更為靈活和易于實施，減少不必要的流通環(huán)節(jié)。

產(chǎn)品策略方面，京微雅格一方面儲備技術(shù)，積極研發(fā)面向通訊領(lǐng)域的系列產(chǎn)品，和Xilinx/Altera開展高端通信市場的爭奪；另一方面以“山”系列產(chǎn)品為重點，開拓低端系統(tǒng)集成業(yè)務；以CME-M系列產(chǎn)品為牽制和平衡，以撬動CPLD/FPGA/MCU的中低端市場。

京微雅格在全球范圍內(nèi)引進了FPGA領(lǐng)域的高端領(lǐng)軍人才，培養(yǎng)了我國首批可編程技術(shù)的本土人才，填補了我國可編程領(lǐng)域自主進行硬件設(shè)計和軟件開發(fā)的空白，是國內(nèi)FPGA研制的“黃埔軍校”。京微雅格的成功，將打破美國FPGA產(chǎn)業(yè)在世界上的獨家壟斷及其在高端產(chǎn)品上對我國的封鎖，實現(xiàn)我國電子信息產(chǎn)業(yè)的大突破、大跨越。

除京微雅格之外，目前國內(nèi)還有幾家以逆向工程和軍工市場為主的企業(yè)。

時代民芯公司擁有自主研制的從萬門到百萬門FPGA共三個系列10個產(chǎn)品該公司在FPGA研發(fā)方面以客戶應用為牽引，走差異化路線，開發(fā)面向特殊應用的FPGA，滿足空間應用和小型化產(chǎn)品的不同需求。

航天772所是全球領(lǐng)先的宇航微電子整體解決方案的供應商，同時也是專業(yè)的電子系統(tǒng)小型化解決方案的供應商。航天772所從2002年開始從事高可靠的FPGA設(shè)計、封裝、測試及可靠性評估工作，通過10年的發(fā)展，形成了一支專業(yè)從事高可靠應用的FPGA及PROM研制團隊。航天772所在高可靠和高等級FPGA和PROM設(shè)計、封裝、測試及應用等方面形成自主核心技術(shù)及系列產(chǎn)品，實現(xiàn)了中國自己的“航天百變芯”。