隨著AI、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛等新興技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)PGA憑借靈活性、可重構(gòu)性贏得了更多增量市場。賽靈思的營收也一路高歌，在2019財年突破了30億美元，年度增長高達(dá)24％，而全球FPGA市場規(guī)模在50－60億美元，僅賽靈思一家就占據(jù)了半壁江山，加上英特爾PSG和Lattice拿走的市場份額，留個國產(chǎn)FPGA的市場空間所剩無幾。

國內(nèi)FPGA發(fā)展的最大障礙就是專利技術(shù)，賽靈思和英特爾兩家公司從單元架構(gòu)、IP，到互聯(lián)等核心技術(shù)設(shè)置了層層壁壘，國產(chǎn)FPGA公司發(fā)展二十多年來，在突圍的路上走得異常艱難，到現(xiàn)在依然處于被動創(chuàng)新、研發(fā)成本居高不下的窘?jīng)r中。根據(jù)GlobalMarketInsights的數(shù)據(jù)，預(yù)計到2022年亞太區(qū)域FPGA市場將突破40億美元，而國外廠商會占到99％的市場份額。在國產(chǎn)當(dāng)自強的大背景下，如何發(fā)力突圍成為國產(chǎn)FPGA廠商面臨的最大挑戰(zhàn)。

目前國內(nèi)的FPGA廠商主要有京微齊力、高云半導(dǎo)體、紫光同創(chuàng)、上海安路科技、AGM幾家公司，下面我們就透過這些公司的發(fā)展來看一看國產(chǎn)FPGA市場的發(fā)展歷程。

京微齊力：二次創(chuàng)業(yè)再出發(fā)

大家可能對京微齊力沒有太深刻印象，但是一定聽說過“京微雅格”這個名字。京微雅格就是京微齊力的前身。京微雅格成立于2005年，為了繞過國外公司的專利壁壘，沒有做與賽靈思、Altera（現(xiàn)在的英特爾PSG）、Lattice Pin－pin兼容的芯片，而且采用了SoC FPGA的戰(zhàn)略，片上整合了DSP、Memory、MCU等單元的產(chǎn)品。當(dāng)時京微雅格CEO劉明的解釋是，F(xiàn)PGA和MCU不同，MCU可以從ARM獲得授權(quán)，而FPGA所有的代碼、工具都要自己一點點去搭，國外公司對我們造成的技術(shù)壁壘，這就好比高速公路設(shè)有收費站，咱們進(jìn)不去，只好另辟蹊徑，走鄉(xiāng)間小路。

從2012年開始，京微雅格開始將產(chǎn)品商用化，相繼推出了“山”、“河”系列，但是面向的都是中低端市場。在2016年初，京微雅格發(fā)布了面向高端市場的“云”系列CME－C1，也代表國產(chǎn)FPGA從低端逐步邁向中高端市場。當(dāng)時京微雅格的市場副總裁王海力介紹，CME－C1在關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先，可實現(xiàn)對同行競爭對手中端FPGA芯片的部分替代，有效填補國產(chǎn)FPGA的市場空白。

可惜，在2016年6月，京微雅格因為資金、結(jié)構(gòu)調(diào)整的問題走向了分裂。還是在王海力和幾名老員工的堅持和努力之下，得到了投資方的注資，進(jìn)行二次創(chuàng)業(yè)，成立了京微齊力。除了繼續(xù)銷售原有的FPGA芯片，還研發(fā)面向人工智能等新興應(yīng)用的AiPGA芯片、異構(gòu)計算HPA芯片、嵌入式可編程eFPGA IP核，現(xiàn)在京微齊力逐步走向了正軌。

高云半導(dǎo)體：從技術(shù)到市場拓展，步步為營

再看憑借技術(shù)起家的高云半導(dǎo)體，似乎比京微雅格走的順利一些。2014年，高云半導(dǎo)體成立于佛山，后搬到廣州，核心研發(fā)人員平均從事FPGA軟件、硬件技術(shù)開發(fā)時間超過15年。其CEO朱璟輝畢業(yè)于清華大學(xué)，從1996年到2011年在Lattice負(fù)責(zé)技術(shù)研發(fā)，經(jīng)歷了7代FPGA產(chǎn)品開發(fā)，獲得了11項美國專利，5項中國專利；其SVP 宋寧曾在Lattice、Cadence擔(dān)任過高工，負(fù)責(zé)高云半導(dǎo)體FPGA全流程軟件開發(fā)，對FPGA架構(gòu)、硬件設(shè)計、軟件研發(fā)同步開發(fā)有獨到經(jīng)驗。

在產(chǎn)品研發(fā)方面，高云半導(dǎo)體2015年量產(chǎn)國內(nèi)第一塊產(chǎn)業(yè)化的55nm工藝400萬門的中密度FPGA芯片，并開放開發(fā)軟件下載；2016年第一季度順利推出國內(nèi)首顆55nm嵌入式Flash＋SRAM的非易失性FPGA芯片；2017年小蜜蜂家族中的GW1N－4、GW1N－1，晨熙家族GW2A系列FPGA產(chǎn)品開始批量出貨；2018年，高云宣布研發(fā)成功了GW3AT－100，這是國內(nèi)首款28納米中高密度FPGA，由臺積電代工；2019年，高云宣布推出安全FPGA。

在銷售方面，今年1月，高云半導(dǎo)體宣布累計出貨FPGA器件1000W片；今年3月，高云半導(dǎo)體宣布累計出貨1500萬片，客戶覆蓋工業(yè)、車載、通信、家電、消費及IoT等領(lǐng)域，已有70余家客戶實現(xiàn)了大批量生產(chǎn)，應(yīng)用于300個項目中。今年，高云半導(dǎo)體又相繼簽訂了美國、英國、日本、俄羅斯等海外市場的代理商，向海外進(jìn)軍。

從產(chǎn)品研發(fā)到市場開拓，從國內(nèi)到國際市場，從低密度產(chǎn)品到高密度產(chǎn)品，高云半導(dǎo)體從主攻技術(shù)移步到主攻市場，在FPGA市場的發(fā)展可謂步步為營。

紫光同創(chuàng)：高中低端全面布局

紫光同創(chuàng)是紫光集團(tuán)旗下的子公司，成立于2013年，注冊資金達(dá)3億元、總投資達(dá)到10億元，主要產(chǎn)品是可編程邏輯器件，擁有Titan、Logos和Compact共3個系列產(chǎn)品。其中Titan PGT30G已量產(chǎn)，采用了完全自主產(chǎn)權(quán)的體系結(jié)構(gòu)和主流先進(jìn)制造工藝，帶有DDR3和PCIe接口，可以達(dá)到千萬門級，制程工藝采用了臺灣聯(lián)華UMC的40nm制程。

紫光同創(chuàng)的Titan系列高性能FPGA PGT180H擁有2000多萬門規(guī)模、6．25Gbps 高速串行接口Serdes，可滿足部分通信設(shè)備應(yīng)用需求，目前已在中興通訊、烽火通信、華三通信等公司實現(xiàn)了量產(chǎn)應(yīng)用。除了中大規(guī)模FPGA器件外，紫光同創(chuàng)還陸續(xù)推出了CPLD和小規(guī)模FPGA器件，在大、中、小規(guī)模產(chǎn)品領(lǐng)域全線出擊，不斷完善產(chǎn)品線。

今年8月，紫光國微擬對全資子公司茂業(yè)創(chuàng)芯增資1億元人民幣，以助力茂業(yè)創(chuàng)芯對參股子公司深圳市紫光同創(chuàng)增資事項順利實施，紫光同創(chuàng)本次融資的重點發(fā)展方向是加速和保障28nm新產(chǎn)品研發(fā)，紫光同創(chuàng)28nm產(chǎn)品為Logos－2系列高性價比FPGA，產(chǎn)品規(guī)模覆蓋15K～330K邏輯單元 LE，最大規(guī)模高達(dá)3000多萬門，共有近10款產(chǎn)品，帶有6．6Gbps／12．5Gbps serdes、DDR3、LVDS和MIPI等高速接口，Logos－2系列FPGA定位于通信協(xié)處理、人工智能終端、工業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)、高速視頻流媒體處理等中高端市場應(yīng)用領(lǐng)。

顯然，紫光同創(chuàng)的戰(zhàn)略方向不僅是布局中低端市場，高端應(yīng)用也要覆蓋，尤其是在中國市場發(fā)展人工智能、自動駕駛技術(shù)發(fā)展迅速，需要高端FPGA來實現(xiàn)加速處理。

上海安路科技：打造芯片、軟件、平臺一體化系統(tǒng)

上海安路科技成立于2011年，先后獲得中信資本、杭州士蘭微集團(tuán)、深圳創(chuàng)維集團(tuán)、中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)華大半導(dǎo)體有限公司和上?？萍紕?chuàng)業(yè)投資有限公司戰(zhàn)略投資。主要產(chǎn)品包括高性價比的可編程邏輯器件（FPGA）、可編程系統(tǒng)級芯片（SOC）、定制化可編程芯片、及相關(guān)軟件設(shè)計工具和創(chuàng)新系統(tǒng)解決方案。

在產(chǎn)品上，上海安路科技布局了三個系列：高端PHOENIX（鳳凰）、中端EAGLE（獵鷹）、低端ELF（精靈）。產(chǎn)品在核心架構(gòu)、軟件算法和系統(tǒng)集成等方面擁有多項技術(shù)專利。其中，2016年首創(chuàng)推出的FPGA＋DRAM SIP封裝產(chǎn)品，受到LED顯示客戶歡迎，目前在LED顯示控制行業(yè)起著引領(lǐng)作用。先進(jìn)工藝FPGA器件的研發(fā)是各家FPGA公司實力的體現(xiàn)，安路科技也研發(fā)了采用28nm工藝的高性能大容量FPGA產(chǎn)品Phoenix系列產(chǎn)品PH5－100K將于2019年底推出樣片。

在軟件平臺上，上海安路科技開發(fā)的全流程TD軟件系統(tǒng)和硬件芯片完美地結(jié)合在一起，提供了用戶從前端綜合到位流生成的完全開發(fā)平臺。公司在核心架構(gòu)、軟件算法和系統(tǒng)集成方面擁有多項技術(shù)專利。在產(chǎn)品創(chuàng)新和市場創(chuàng)新中，上海安路科技積累了大量的專利和IP，保障了自身和客戶的合法權(quán)益，繞開了國外企業(yè)的專利壁壘。

AGM：從編譯軟件滲透到FPGA產(chǎn)業(yè)鏈

上海遨格芯微電子（AGM）成立于2012年，由來自美國硅谷的知名可編程邏輯芯片企業(yè)的團(tuán)隊和國內(nèi)資深工程團(tuán)隊創(chuàng)辦。與國內(nèi)其它FPGA公司的發(fā)展歷程不同，AGM是以開發(fā)自主產(chǎn)權(quán)的編譯軟件開始，兼容切入現(xiàn)有FPGA軟件的生態(tài)鏈。

2014年，智能手機正在起飛，AGM抓住時機推出了用于智能手機和loT的FPGA芯片，并且通過了三星嚴(yán)格的供應(yīng)商測試認(rèn)證，成為三星Galaxy手機里除Lattice之外的唯一備選FPGA器件，實現(xiàn)了國內(nèi)FPGA公司出口零的突破。Intel收購Altera后，Intel對于中低端市場的忽視使AGM贏得了千載難逢的發(fā)展機遇，AGM加快蠶食Altera在中低端的FPGA市場份額，到2016年，AGM已經(jīng)在如LED多彩控制、點鈔機等垂直市場搶占了部分市場份額。

通過對FPGA芯片的快速迭代開發(fā)，AGM得以進(jìn)入整個FPGA生態(tài)圈，用微弱的力量在國際巨頭幾乎壟斷的FPGA生態(tài)圈里鍥入一個釘子，隨著IP庫的積累和軟件工具的成熟，利用大企業(yè)打瞌睡的時間悄悄地擴(kuò)大了地盤。FPGA的市場難點在于沒有有效的商業(yè)模式可以迅速并低成本地擴(kuò)大和接觸長尾市場，國產(chǎn)FPGA起步的商業(yè)模式關(guān)鍵則轉(zhuǎn)為如何迅速切入現(xiàn)存長尾市場中的高量細(xì)分。

公司目前已實現(xiàn)55nm、40nm工藝中密度FPGA的量產(chǎn)，并針對性推出了內(nèi)嵌Flash、SDRAM等集成化方案產(chǎn)品，截至2018年已批量發(fā)貨2KK片。通過嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的設(shè)計，360度圍繞客戶的技術(shù)支持及服務(wù)，以及貫穿全流程的高標(biāo)準(zhǔn)測試管理，為更多的行業(yè)合作伙伴提供最符合需求的高性價比FPGA整體解決方案。

國產(chǎn)FPGA廠商如何突圍？

據(jù)MRFR統(tǒng)計2018年全球FPGA市場規(guī)模為60億美元左右，隨著AI＋5G的應(yīng)用逐步展開， FPGA市場規(guī)模有望在2025年達(dá)到125億美元，年復(fù)合增長率為10．22％。其中在亞太地區(qū)，尤其是在中國，隨著新興基礎(chǔ)建設(shè)應(yīng)用的鋪開，F(xiàn)PGA的復(fù)合增長率有望高于其它地區(qū)，成為重要的增量市場。

相對中國市場的近1700家IC設(shè)計企業(yè)，國內(nèi)FPGA廠家少得可憐，其實并不是FPGA產(chǎn)品利潤微薄，而是技術(shù)障礙不可逾越。FPGA產(chǎn)業(yè)要想成功需要搭建完整的生態(tài)系統(tǒng)，F(xiàn)PGA芯片、EDA工具、IP庫等缺一不可。只有建設(shè)完善的生態(tài)系統(tǒng)，才能給用戶提供更全面的設(shè)計資源，從而突出系統(tǒng)優(yōu)勢，迅速適應(yīng)各種市場應(yīng)用變化。

從投資的角度來看，F(xiàn)PGA產(chǎn)品投資周期很長，一代產(chǎn)品從投入研發(fā)到產(chǎn)品量產(chǎn)大約需要七年。一般跨入新行業(yè)要做到第三代產(chǎn)品以后才能趕上行業(yè)正常水準(zhǔn)，按照兩年一代計算，總的投資周期超過10年，創(chuàng)投公司很難等如此長時間而不求任何回報。

雖然國產(chǎn)FPGA市場重重受阻，但是在政策的大力推進(jìn)下，新的FPGA公司相繼涌現(xiàn)，從京微雅格、紫光國芯，到高云半導(dǎo)體、安路科技、AGM，在研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)都實現(xiàn)了原始技術(shù)積累，并推出了高性價比的FPGA產(chǎn)品和高性能的FPGA產(chǎn)品。雖然國產(chǎn)FPGA廠商和賽靈思、英特爾的差距還很大，但是能夠看到這些國產(chǎn)FPGA公司的決心。

中國大力發(fā)展FPGA是大勢所趨，國產(chǎn)FPGA廠商在打造中低端產(chǎn)品的同時也要研發(fā)高端產(chǎn)品，打造高、中、低端完整的產(chǎn)品線，全方位滿足國內(nèi)FPGA應(yīng)用端的需求。從目前的現(xiàn)狀看，國內(nèi)FPGA廠商芯片、軟件非常分散，用戶每采用一款新的FPGA都需要學(xué)習(xí)不同的系統(tǒng)平臺，這不僅會加重客戶的負(fù)擔(dān)，而且會浪費整體資源，F(xiàn)GPA廠商不僅要努力追趕國外巨頭，同時要面對內(nèi)部競爭壓力，不利于國內(nèi)FPGA產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

關(guān)于FPGA芯片設(shè)計，國內(nèi)FPGA產(chǎn)業(yè)鏈也要“集中精力辦大事”，設(shè)計芯片的公司不宜過多，否則會造成資源浪費。只有更多設(shè)計公司圍繞國產(chǎn)FPGA芯片展開應(yīng)用，才能讓國產(chǎn)FPGA產(chǎn)品有機會進(jìn)行迭代，實現(xiàn)性能升級，縮小與國際巨頭的差距。