進入今年,在中興事件和中美貿(mào)易戰(zhàn)的雙重影響下,國內(nèi)對集成電路的關(guān)注到達了前所未有的高度。而在過去多年的努力下,國產(chǎn)芯片也取得了不小的進步。例如在微處理器方面,有了華為、展訊、瑞芯微和全志等一系列知名企業(yè);在存儲器領(lǐng)域,長江存儲、兆易創(chuàng)新和福建晉華的表現(xiàn)也相當亮眼;在數(shù)字信號處理方面,也有中電科、長城銀河這些不錯的廠商。但在國產(chǎn)FPGA方面,雖然有了不少的的參與者,在我們之前的文章《國產(chǎn)FPGA現(xiàn)狀》里面也有了闡述,但正如文章里面所說,國內(nèi)廠商在這方面還有很長的一條路要走。
在日前的南京國際集成電路技術(shù)達摩論壇上,國產(chǎn)FPGA廠商紫光同創(chuàng)電子有限公司常務副總裁發(fā)表了題為《FPGA中國芯的機遇與挑戰(zhàn)》的演講,講述了國產(chǎn)FPGA的挑戰(zhàn)與機遇。從他的介紹中我們得知,Xilinx、Intel的FPGA在全球遙遙領(lǐng)先,而國產(chǎn)廠商基本都是集中在中小規(guī)模的產(chǎn)品布局,也開始有些廠商往高端產(chǎn)品進攻。以紫光同創(chuàng)為例,他們正在研發(fā)700K大規(guī)模的產(chǎn)品,向更端的市場出發(fā)。
國產(chǎn)FPGA面臨的挑戰(zhàn)
王佩寧首先總結(jié)了國產(chǎn)FPGA的現(xiàn)狀,根據(jù)他的說法,現(xiàn)在的國產(chǎn)FPGA擁有市占率極低、技術(shù)壁壘高和市場認可度低三個特點。他指出,在國內(nèi)過百億的FPGA市場中,國產(chǎn)的市占率不到3%,商用市場的國產(chǎn)化率更是低得驚人。就算在對國產(chǎn)有高度支持的政府部門中,國產(chǎn)FPGA的應用率不足30%,切都是以兼容產(chǎn)品替代為主。
來到專利方面,王佩寧指出,Xilinx和Intel兩家FPGA廠商的FPGA專利超過6000項,當中覆蓋了單元架構(gòu)、IP和互聯(lián)等各方面的核心技術(shù)。本身國內(nèi)的研發(fā)技術(shù)就相對落后,缺乏創(chuàng)新,在這種專利包圍圈下,國產(chǎn)FPGA智能采用被動創(chuàng)新,反復驗證的方式,這就使得研發(fā)成本降不下來。
得不到市場的廣泛認可,則是國產(chǎn)FPGA的另一無奈。
王佩寧在演講中提到,國外FPGA產(chǎn)品在國內(nèi)耕耘了20多年,根深蒂固。且這些產(chǎn)品的生態(tài)環(huán)境完善、配套設(shè)計資源豐富,加上產(chǎn)品有極好的易用性,這就使得市場上的廠商對其高度認可,相反,國內(nèi)的產(chǎn)品在性能、功能、功耗和軟件等方面都不成熟,甚至連成本都沒有優(yōu)勢或者顯著優(yōu)勢。
即使如此,現(xiàn)在的國產(chǎn)FPGA也可以被應用到通信、新興安全、智能機器人、醫(yī)療、工業(yè)和LED等領(lǐng)域,但在例如高端的通信設(shè)備等市場,國產(chǎn)FPGA目前還是心有余而力不足。這個則是多方面的原因造成的。面向未來,國產(chǎn)FPGA也將面臨多方面的挑戰(zhàn):
從FPGA產(chǎn)品本身來看,這是一個需要軟件和硬件高度配合的市場。FPGA產(chǎn)品模塊多且雜,應用各式各樣,對軟件的綜合能力、時序收斂能力和IP的豐富程度有高度的依賴。如果我們沒有創(chuàng)新能力,將很難走得遠。
但正如我們上面所說,F(xiàn)PGA專利集中在兩家廠商手里。對于開發(fā)者來說,如何避開專利壁壘,差異化定位產(chǎn)品,實現(xiàn)技術(shù)和市場的創(chuàng)新與突破,是邁向成功的第一步。這對于開發(fā)者來說,同樣需要面對兩個問題:
如果從低端產(chǎn)品入手,周期短、風險低,但競爭異常激烈,隨時面對國外競爭者的低價打壓;如果從高端產(chǎn)品入手,則會面臨周期長,資金壓力大的風險。正是因為這樣,也使得FPGA領(lǐng)域沒有獲得太高的關(guān)注。
王佩寧表示,相比于ASIC,F(xiàn)PGA的研發(fā)周期更長,匯報晚。加上其流片成功率與配套開發(fā)軟件功能機IP迭代的效率等都需要大筆的資金投入,這就使得資金在這上面的投資很謹慎。
更重要的一點,F(xiàn)PGA是一個嚴重依賴于廠商本身打造生態(tài)系統(tǒng)的領(lǐng)域,對于國產(chǎn)廠商來說,如何能打造一個包括方案、IP、評估板、支持團隊在內(nèi)的高效、易用、友好的FPGA應用環(huán)境。并在此基礎(chǔ)上,爭食存量市場,布局增量市場,這些都需要開發(fā)廠商多方考慮的。
國產(chǎn)FPGA如何突破?
在王佩寧看來,現(xiàn)在是國產(chǎn)FPGA突破的一個最好時機。一方面,年初的中興事件,讓國內(nèi)企業(yè)對供應鏈的保障有了更多的擔憂,另一方面國家的重視、政府政策的支持,也是一個重要推動因素。再加上一直以來的技術(shù)引進與積累,人才的重視與輸出,新興的AI、大數(shù)據(jù)、IoT、無人駕駛和5G通信等市場的推動。天時地利人和推動下的國產(chǎn)FPGA迎來了黃金時代,但他認為,廠商如果想獲得進一步發(fā)展,需要做到以下四點:
一、市場要重視。未來發(fā)展FPGA,不能以技術(shù)為導向,而是要以市場為中心;
二、產(chǎn)品定位要清晰。這就要求一方面要去挖掘FPGA空白市場,尋找差異化,另一方面要求堅持正向自主可控,擁有自己的知識產(chǎn)權(quán);
三、資金不能斷。王佩寧指出,F(xiàn)PGA是一個長期燒錢的行業(yè),至少堅持五年以上,累積投入數(shù)億元才能成功。為此對于相關(guān)公司來說,就需要在前期保證持續(xù)的資金投入,直至實現(xiàn)產(chǎn)品商業(yè)化,實現(xiàn)資金回流,自給自足;
四、服務要做好。在商品上,服務好用戶,提高生產(chǎn)力,縮短產(chǎn)品交期;在技術(shù)上,要及時響應用戶需求,高校解決用戶問題,加快產(chǎn)品PO。
除此之外,還需要中央、地方政府對國產(chǎn)FPGA企業(yè)在項目資助、投融資;國產(chǎn)資助可控政策等多方面的大力支持;FPGA系統(tǒng)整機廠商對國產(chǎn)FPGA的選用、歷練和催熟也是一個重要手段。