1)FPGA芯片概况
FPGA芯片属于逻辑芯片大类。逻辑芯片按功能可分为四大类芯片:通用处理器芯片(包含中央处理芯片CPU、图形处理芯片GPU,数字信号处理芯片DSP等)、存储器芯片(Memory)、专用集成电路芯片(ASIC)和现场可编程逻辑阵列芯片(FPGA)。与其他三类集成电路相比,FPGA芯片的最大特点是现场可编程性。无论是CPU、GPU、DSP、Memory还是各类ASIC芯片,在芯片被制造完成之后,其芯片的功能就已被固定,用户无法对其硬件功能进行任何修改。而FPGA芯片在制造完成后,其功能并未固定,用户可以根据自己的实际需要,将自己设计的电路通过FPGA芯片公司提供的专用EDA软件对FPGA芯片进行功能配置,从而将空白的FPGA芯片转化为具有特定功能的集成电路芯片。每颗FPGA芯片均可以进行多次不同功能配置,从而实现不同的功能。因此,就FPGA芯片公司而言,不仅需要提供芯片,还需要提供FPGA专用EDA软件来对芯片进行配置。所以FPGA芯片公司不仅仅是集成电路设计企业,还必须是集成电路EDA软件企业。与其他三类集成电路相比,FPGA芯片产品于20世纪80年代中期面世,发展历史相对较短。早期的FPGA芯片由于设计、制造难度较大、价格昂贵且性能远远落后于专用集成电路,因此应用比较有限,一般被集成电路设计公司或者研究机构用于产品原型的验证。随着FPGA技术本身的飞速发展,以及半导体制造工艺的不断演进,当前FPGA的价格和性能已经能够和专用集成电路竞争,又由于其可反复改写的灵活性,全球FPGA产业在2000年以后有了大幅度的成长。2022年,全球FPGA的年销售额已超过65亿美元。预计到2025年,全球FPGA市场将超过120亿美元。
2)FPGA芯片的主要应用场景
FPGA芯片是通过现场编程实现任意电路功能的通用集成电路芯片,芯片出厂时没有特定的功能,通过FPGA专用EDA软件现场对硬件进行编程就可以实现具体用户需要的功能。FPGA芯片因为其现场可编程的灵活性和不断提升的电路性能,下游应用领域非常丰富,包括工业控制、网络通信、消费电子、数据中心、汽车电子、人工智能等领域,这些领域需求增长明确,发展空间广阔。
(2)FPGA芯片市场概况
FPGA芯片具有灵活性高、应用开发成本低、上市时间短等优势使其应用场景覆盖了包括工业控制、网络通信、消费电子、数据中心、汽车电子、人工智能等广泛的下游市场,根据Frost&Sullivan数据,从2016年的约43.4亿美元增长至2020年约60.8亿美元,年均复合增长率约为8.8%。未来,随着全球新一代通信设备部署以及人工智能与自动驾驶技术等新兴市场领域需求的不断增长,FPGA市场规模预计将持续提高。根据Frost&Sullivan数据统计,预计全球FPGA市场规模将从2021年的68.6亿美元增长至2025年的125.8亿美元,年均复合增长率约为16.4%。