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    1. 侵權投訴

      國產化率僅4%,中國FPGA廠商在這些領域發力!

      芯鏈 ? 2020-06-01 08:52 ? 次閱讀

      根據MRFR統計,2019年全球 FPGA 市場規模約為69億美元。在5GAI的推動下,2025年市場規模有望達到125億美元,年復合增長率為10.22%。其中亞太地區是重要的增量市場,隨著新興建設應用的逐步展開,2025 年市場規模將達到近55億美元。



      2018年Xilinx和Altera分別占據全球市場56%和31%。在中國FPGA市場中,占比達52%和28%。國內FPGA市場大約120億,其中民用市場100億,FPGA市場國產率約為4%。
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      面對這樣的現狀,國產FPGA廠商紛紛加快了技術研發和市場步伐。在最近,由電子發燒友網主辦的“國產FPGA芯片在細分領域有哪些發展?”的線上視頻直播活動中,來自高云半導體、紫光同創、京微齊力的專家們對當前國產FPGA的現狀與發展做出了很好的分析與討論。

      近兩年國產FPGA進展快速

      FPGA主要有五大類應用,分別是通信、工業、消費、汽車和數據中心。國產FPGA廠商在中低密度FPGA應用上取得了突破。高云半導體市場副總裁兼中國區銷售總監黃俊談到,國產廠商在通信、工控、汽車、消費類等各行各業已經實現滲透,但每個市場的出貨比重仍然偏少。
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      圖:高云半導體市場副總裁兼中國區銷售總監黃俊

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      紫光同創市場總監呂喆表示,國產FPGA這兩年發展較快,在55納米和40納米兩個工藝平臺出貨量較大,接下來還需要加快先進工藝平臺的投入和布局,促進國產FPGA在數據中心、高性能計算、AI等應用市場的增長。
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      京微齊力產品與應用支持部總監倘余清認為,從邏輯資源角度,國產廠商主要在CPLD、25k邏輯資源以下的市場有大批量的出貨。并且也有大客戶導入設計。京微齊力主要投入在40納米工藝,55納米投入不多。未來40納米和28納米在中低端替代上空間巨大,京微齊力在50K-100K邏輯資源以內進行突破。
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      除了上述三家國產FPGA廠商之外,還有安路科技、西安智多晶、復旦微電子等國內廠商,他們都在近幾年呈現了較快的發展。
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      尤其在中興、華為事件之后,在加速供應鏈本土化的進程中,國產芯片廠商得到了終端客戶積極地接納,獲得了更快速地成長機會。

      加速發展,但彎道超車難度較大

      FPGA巨頭XILINX在30年代發明了FPGA芯片,無論從發展時間、專利數量、市場份額等方面國外幾家廠商都處于領先地位。那么國內FPGA廠商的差距有多大,有機會彎道超車嗎?
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      三位嘉賓從工藝、軟件、人才、供應鏈和生態幾個方面分析了國產FPGA廠商的現狀。
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      呂喆認為,FPGA的核心專利大部分掌握在國外廠商手中,在核心專利沒有過期的情況下,要繞開這些專利,不僅要加大研發投入,還要因此付出更多的成本,消耗更大的芯片面積和功耗,這實際上制約了FPGA初創公司的發展。

      圖:紫光同創市場總監呂喆?


      再看研發投入,XILINX每年研發投入占銷售額的20%,2019年差不多7億美金,其產品系列非常多,涵蓋6大產品系列上百種產品,這些投入也是國產廠商所不具備的。紫光同創目前擁有3大產品家族共5個產品系列,覆蓋3個工藝平臺,已上市近30種產品型號,是目前產品品類最豐富的國產FPGA廠商。供應鏈的配套方面,從晶圓代工到封測,國內產業仍比較欠缺。另外,FPGA的高端人才大多聚集在北美,國內人才缺失也是一大問題。生態應用端,與下游應用廠商的合作也相對落后。為此,國內FPGA產業需要有“換道”的意識,除了在傳統FPGA器件領域布局之外,還需要加大創新架構、細分市場的投入。從應用端需求出發,開發差異化的產品,才能提升競爭力。
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      倘余清補充道,從專利角度看,FPGA的專利分為核心與非核心專利,XILINX擁有最多的專利,其核心專利約有500-800件。國內廠商要在基本邏輯結構、DSP結構、BLOCK RAM等方面申請一些必要的專利,這對今后公司做大做強,乃至上市都至關重要。因為若前期積累不夠,往后的代價會更大。
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      “如果說工藝迭代可以用資金來解決,那么用于FPGA的EDA軟件迭代更重要,國內也更欠缺?!秉S俊表示,EDA軟件的提升一方面需求終端客戶的使用配合,加速迭代,另一方面也需要EDA軟件人才,這一塊的人才非常缺失。
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      在多方面都落后和不足的情況下,要實現彎道超車,三位嘉賓均表示至少在近幾年都無法實現。特別是越發展到中高密度邏輯容量,無論硬件還是軟件方面難度都比較大。目前國產FPGA廠商可以增量市場入手,尋找差異化競爭,這或許是某種角度理解的“彎道超車”。

      國產替代,優勢有哪些?

      工程師認知大幅提升,本地化支持更貼近用戶
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      國產FPGA雖說起步晚,但如今的市場接納程度也迎來了最好的時候。黃俊談及,十多年前國內工程師甚至還不懂得FPGA,推廣相當吃力。也幸好有這十多年的積累,中國市場FPGA的用戶數量、工程師的認知基礎都有了極大的提升。中國作為最重要的應用市場,推廣速度、迭代速度都非常迅速。
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      國內廠商擁有的本地支持的優勢也是工程師們認可的一個因素。在中興華為事件后,國內許多細分市場的龍頭企業加速了對國產FPGA的導入,這一類客戶,國內廠商先從小項目開始導入。面對一些新興市場,通過提供解決方案獲得客戶認可。黃俊表示,這類客戶,我們幫助其完成整個方案設計,加強支持力度,及時響應要求,加強FAE和AE團隊,從而進行滲透。
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      在培育市場前期,可以通過舉辦設計競賽等活動拉近與電子工程師的距離,呂喆提到,紫光同創為此做了兩個大學生設計競賽活動,并提供入門級學習型開發板等,方便初學者、愛好者進行學習開發。
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      另外,倘余清表示,客戶看中器件帶來的功耗、成本和性能三者的平衡,尤其是功耗,國產芯片若能為客戶提供更好的功耗優化,不斷在產品細節上發力,會更容易得到客戶的認可。

      圖:京微齊力產品與應用支持部總監倘余清


      供應有保障,更注重供應質量
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      黃俊分析道,FPGA的供貨主要分為晶圓代工和封裝測試兩個時間周期,通常晶圓代工廠的供貨周期為三到四個月,封測廠一個多月,因此,從投片到芯片出貨基本上需要半年時間。那么,FPGA廠商一般會備有一定的庫存。FPGA芯片經歷從十萬片到上千萬片的量產,芯片質量經過不同階段的量產迭代,已經能夠保證其產品批量質量。
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      FPGA芯片的出貨量與存儲芯片、CPU等相距甚遠,達到千萬量級已經是不錯的水準。呂喆表示,國產FPGA芯片經過送樣到客戶批量的整個過程會對芯片質量進行大量的驗證和調試,尤其大客戶對芯片質量要求更加嚴格,而這一系列過程國產芯片都能夠做到良好的質量把握。
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      由于目前國內FPGA芯片的邏輯容量還不大,集中在25K至50K以內,因此整個測試成本占比不大。倘余清認為,隨著邏輯容量的增加,國內廠商需要找到更高效的測試方法,這是把控芯片質量的一個重要因素。例如可以通過增加芯片的冗余來增強產品的可靠性。
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      因此,國產FPGA的供應無論從數量還是質量上來看,都能夠滿足所需,良好的出貨和品質管控也為日后的市場拓展提供更好的經驗支持。
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      國產FPGA芯片助力新興應用
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      5G+AI被認為是國產FPGA發展的機遇,然而這個機會點也是所有FPGA廠商的機會,作為國內廠商還是要立足于目前芯片能夠覆蓋到的相關應用去拓展。
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      呂喆說,5G對國產廠商必定是增量市場,尤其是越靠近終端設備的數量多,小基站數量多。不過,越往核心網、骨干網發展,對芯片規模、SERDES的要求更高,這一類高端FPGA的應用目前國產廠商暫時無法覆蓋。在低端的,與5G相關的通信設備里抓一些增量市場比較可行。AI應用上,FPGA由于實時性好,并行運算能力強,主要應用于邊緣端和云端AI的推斷,受限于功耗和尺寸,在手持終端上的應用不會太多。對于這些新興應用市場,紫光同創都有所布局。
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      在5G高端應用上,國產芯片廠商暫時在一到三年恐怕都不一定能夠突破,主要還是在數據量要求不高的中低端應用市場?;谶@個判斷,倘余清建議國內廠商可針對性地做優化,根據技術特點找到細分市場機會。例如在圖像AI領域,通過邏輯資源和DRAM方面的優化切入。
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      在CPLD、10K以內小容量的市場,國產廠商在5G通信設備層面擁有較多的替代機會,黃俊表示國內廠商在通信設備市場的導入近幾年發展較快,另一個機會是5G覆蓋到的很多應用場景,例如沉浸式體驗類的VR/AR,會隨著5G的到來出現新的機會,國內廠商在芯片尺寸、功耗、性能等方面持續優化,將能夠爭取到這樣的機會。AI方面,高云推出了入門級加速器,包括軟核處理器或硬化的Arm Cortex-M3處理器,將嵌入式處理器及FPGA加速器結合,用于圖像識別等應用。

      客戶開案多,下半年到明年,國產FPGA樂觀向上

      出乎意料的是,今年初以來的新冠疫情,對于FPGA行業來說并沒有太多的影響。三位嘉賓對今年下半年到明年的發展形勢都比較樂觀。
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      原因是,上半年許多客戶都在緊鑼密鼓地進行新的產品設計,這些需求將在下半年甚至明年得到釋放。另外,疫情以來,在測溫儀、口罩機等市場FPGA廠商適時切入到這些抗疫相關的產品市場,獲得增長。還有,5G建設加速,也提振了行業信心,加快了FPGA的市場步伐。
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      整體看,隨著中低端產品繼續向各類應用市場滲透,FPGA芯片走向中高端是發展趨勢,那么28納米國產FPGA芯片就進入到了關鍵時刻,這方面還需要國產FPGA芯片廠商繼續努力突破。
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      Xilinx 提供了UltraScaleFPGA器件的高性能DDR4內存解決方案,每秒數據速率高達2....
      發表于 05-28 15:00 ? 102次 閱讀
      Xilinx FPGA提供DDR4內存接口解決方案

      貿澤電子宣布即日起分銷基于Xilinx的工業級SoM

      貿澤供應的Trenz Electronic TE0803 MPSoC SoM集成了 Xilinx Z....
      發表于 05-28 14:27 ? 206次 閱讀
      貿澤電子宣布即日起分銷基于Xilinx的工業級SoM

      通過2D NoC可實現FPGA內部超高帶寬邏輯互連

      Achronix 最新基于臺積電(TSMC)的7nm FinFET工藝的Speedster7t FP....
      發表于 05-28 10:27 ? 82次 閱讀
      通過2D NoC可實現FPGA內部超高帶寬邏輯互連

      2020 人工智能卓越創新獎,請為Xilinx打call

      賽靈思: FPGA、可編程 SoC,以及 ACAP 自適應計算加速的發明者,“致力于打造靈活應變,萬....
      的頭像 人間煙火123 發表于 05-27 11:38 ? 651次 閱讀
      2020 人工智能卓越創新獎,請為Xilinx打call

      Teledyne進一步增強數據轉換器,為加速FPGA發展

      為響應可編程邏輯技術的不斷發展,Teledyne e2v進一步增強了其數據轉換器產品組合以及支持它們....
      發表于 05-27 10:05 ? 94次 閱讀
      Teledyne進一步增強數據轉換器,為加速FPGA發展

      Xilinx全新Virtex UltraScale+ FPGA問市,生而為速

      VU23P 具備一系列卓越特性,它在 Virtex UltraScale 產品組合中實現了最高的查找....
      發表于 05-27 08:57 ? 285次 閱讀
      Xilinx全新Virtex UltraScale+ FPGA問市,生而為速

      生而為速,Xilinx專為聯網和存儲加速優化推出全新 Virtex UltraScale+ VU23P FPGA

      VU23P 具備一系列卓越特性,它在 Virtex UltraScale 產品組合中實現了最高的查找....
      發表于 05-26 15:34 ? 287次 閱讀
      生而為速,Xilinx專為聯網和存儲加速優化推出全新 Virtex UltraScale+ VU23P FPGA

      萊迪思Nexus技術平臺,重新定義低功耗小尺寸FPGA

      物聯網AI、嵌入式視覺、硬件安全、5G通信、工業和汽車自動化等新興應用正在重新定義開發人員設計網絡邊....
      發表于 05-26 10:34 ? 131次 閱讀
      萊迪思Nexus技術平臺,重新定義低功耗小尺寸FPGA

      華為FPGA設計高級技巧Xilinx篇資料免費下載

      本文從FPGA器件結構角度出發 以速度和面積為主題 描述在FPGA設計過程中應當注意的問題和可以采用....
      發表于 05-26 08:00 ? 81次 閱讀
      華為FPGA設計高級技巧Xilinx篇資料免費下載

      Altera公司的FPGA選擇示意圖資料免費下載

      本文檔的主要內容詳細介紹的是Altera公司的FPGA選擇示意圖資料免費下載。
      發表于 05-25 08:00 ? 59次 閱讀
      Altera公司的FPGA選擇示意圖資料免費下載

      功率分析儀的測量通道如何擴展

      什么是功率分析儀?它有什么作用?隨著新能源汽車的快速發展,汽車工業現場的測試需求也越來越高,往往需要....
      的頭像 Wildesbeast 發表于 05-24 10:39 ? 918次 閱讀
      功率分析儀的測量通道如何擴展

      Teledyne的數據轉換平臺可與Xilinx的FPGA器件完美相融

      為了輔助Xilinx熱門產品20nm Kintex UltraScale KU060 FPGA,Te....
      發表于 05-23 10:15 ? 127次 閱讀
      Teledyne的數據轉換平臺可與Xilinx的FPGA器件完美相融

      在嵌入式視覺設計中使用FPGA,它將帶來什么優勢

      過去幾年里,嵌入式視覺應用大量涌現,包括從相對簡單的智能視覺門鈴到執行隨機拾取和放置操作的復雜的工業....
      發表于 05-23 09:57 ? 413次 閱讀
      在嵌入式視覺設計中使用FPGA,它將帶來什么優勢

      可重構架構技術的快速發展,未來將應用于太空

      如今,技術的進步使得低軌飛行越來越容易商用化。賽靈思太空產品系統架構師Minal Sawant表示,....
      發表于 05-22 10:35 ? 166次 閱讀
      可重構架構技術的快速發展,未來將應用于太空

      AI觀察室|無需實體FPGA也能AI部署?聽聽清華汪玉研究團隊怎么說

      曾書霖:在研究中,我們對公有云和私有云兩種場景進行了區分(如下圖所示)。公有云主要強調用戶之間的隔離....
      發表于 05-21 09:02 ? 633次 閱讀
      AI觀察室|無需實體FPGA也能AI部署?聽聽清華汪玉研究團隊怎么說

      定制化服務器到底是什么

      顧名思義,定制化服務器是基于傳統服務器的基礎,根據不同業務的實際需求進行研發、設計、生產的新型服務器....
      發表于 05-21 08:00 ? 93次 閱讀
      定制化服務器到底是什么

      英特爾Arria 10 SOC FPGA開發板硬件支持32位 DDR4 SDRAM

      英特爾的SoC開發套件提供了開發定制ARM快速和簡單的方法*處理器的SoC設計。設計生產率是Arri....
      發表于 05-20 14:05 ? 83次 閱讀
      英特爾Arria 10 SOC FPGA開發板硬件支持32位 DDR4 SDRAM

      利用Microchip PolarFire FPGA創建低功耗神經網絡應用

      隨著人工智能、機器學習技術和物聯網的興起,應用開始向收集數據的網絡邊緣遷移。為縮小體積、減少產熱、提....
      發表于 05-20 10:47 ? 187次 閱讀
      利用Microchip PolarFire FPGA創建低功耗神經網絡應用

      TMP411 ±1°C Programmable Remote/Local Digital Out Temperature Sensor

      TMP411設備是一個帶有內置本地溫度傳感器的遠程溫度傳感器監視器。遠程溫度傳感器,二極管連接的晶體管通常是低成本,NPN或PNP型晶體管或二極管,是微控制器,微處理器或FPGA的組成部分。 遠程精度為±1 °C適用于多個設備制造商,無需校準。雙線串行接口接受SMBus寫字節,讀字節,發送字節和接收字節命令,以設置報警閾值和讀取溫度數據。 TMP411器件中包含的功能包括:串聯電阻取消,可編程非理想因子,可編程分辨率,可編程閾值限制,用戶定義的偏移寄存器,用于最大精度,最小和最大溫度監視器,寬遠程溫度測量范圍(高達150°C),二極管故障檢測和溫度警報功能。 TMP411器件采用VSSOP-8和SOIC-8封裝。 特性 ±1°C遠程二極管傳感器 ±1°C本地溫度傳感器 可編程非理想因素 串聯電阻取消 警報功能 系統校準的偏移寄存器 與ADT7461和ADM1032兼容的引腳和寄存器 可編程分辨率:9至12位 可編程閾值限...
      發表于 09-19 16:35 ? 174次 閱讀
      TMP411 ±1°C Programmable Remote/Local Digital Out Temperature Sensor

      TMP468 具有引腳可編程的總線地址的高精度遠程和本地溫度傳感器

      TMP468器件是一款使用雙線制SMBus或I 2 C兼容接口的多區域高精度低功耗溫度傳感器。除了本地溫度外,還可以同時監控多達八個連接遠程二極管的溫度區域。聚合系統中的溫度測量可通過縮小保護頻帶提升性能,并且可以降低電路板復雜程度。典型用例為監測服務器和電信設備等復雜系統中不同處理器(如MCU,GPU和FPGA)的溫度。該器件將諸如串聯電阻抵消,可編程非理想性因子,可編程偏移和可編程溫度限值等高級特性完美結合,提供了一套精度和抗擾度更高且穩健耐用的溫度監控解決方案。 八個遠程通道(以及本地通道)均可獨立編程,設定兩個在測量位置的相應溫度超出對應值時觸發的閾值。此外,還可通過可編程遲滯設置避免閾值持續切換。 TMP468器件可提供高測量精度(0.75°C)和測量分辨率(0.0 625°C)。該器件還支持低電壓軌(1.7V至3.6V)和通用雙線制接口,采用高空間利用率的小型封裝(3mm×3mm或1.6mm×1.6mm),可在計算系統中輕松集成。遠程結支持-55°C至+ 150°C的溫度范圍。 特性 8通道遠程二極管溫度傳感器精度:±0.75&...
      發表于 09-18 16:05 ? 116次 閱讀
      TMP468 具有引腳可編程的總線地址的高精度遠程和本地溫度傳感器
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