從國家政策多次部署到資本市場資金熱捧，近期最受業內關注的概念莫過於“新基建”。中國國際經濟交流中心經濟研究部副部長劉向東曾表示：“從年內看，新基建的需求潛力巨大，能帶動更多的社會投資跟進，
預計新基建投融資規模將會達到2萬億元至3萬億元，對經濟發展起到關鍵的支撐作用。”在這樣的熱潮下，作為通用集成電路芯片之一的FPGA在新基建佈局中也迎來了新的發展機遇。
新基建熱潮之下，FPGA迎來增量市場
具體來看，新基建包括特高壓、新能源汽車充電樁、5G基站建設、大數據中心、人工智能、工業互聯網和城際高速鐵路和城市軌道交通等七大領域，其核心在於傳統產業的數字化轉型，傳統基礎設施的數字化改造。其中三大運營商全年計劃建設55萬個基站；信通院預計2020年全國IDC（互聯網數據中心）機架數量將增長至326.7萬臺；前瞻產業研究院預測，2020年我國人工智能市場規模增速將超過45%……
“據數據統計，國產FPGA應用最廣泛的是通信市場，佔比高達35%。5G的快速發展將帶來基站數量的激增，也將為通信類市場帶來8%的年複合增長率。而在未來5G的部署中，
從國家政策層面來看，國產器件得到了更多的重視，也將為國產FPGA的推進提供更大的助力。”高雲半導體資深產品市場經理趙生勤舉例說道。
在工業領域，藉助FPGA應用方案，可以實現定時控制、網絡端口等功能，還可以在單一硬件平臺上實現支持不同工業以太網協議的交換機，進而支持同一系統內或來自相同以太網端口的不同工業以太網協議。值得一提的是，FPGA在傳統工業市場應用主要集中在IO單元控制、工業通訊、人機界面等領域；在工業4.0推動下，FPGA將被用於新的工業通訊協議、傳感器融合、工業雲計算加速等領域，也就是說新興的工業對於FPGA需求在不斷增大。
在數據中心，FPGA相比GPU的優勢在於延遲非常低，這是因為FPGA同時擁有流水線並行和數據並行的能力。而對於通信密集任務，從吞吐量上來看，FPGA上的收發器可以接上40Gbps甚至100Gbps的網線，用線速處理任意大小的數據包，而CPU則在處理數據方面存在一些限制（如網卡的限制、交換機價格限制等）。
可以看到，新基建涉及的5G通信、工業互聯網及大數據中心等領域將需要大規模的FPGA高性能器件，
但國產FPGA在這方面還處於開發階段，離落地應用還有一段時間。但新基建的這股熱潮對於推動原廠、方案商及終端廠商等上下游企業的生態鏈完善將起到積極作用，大家的相互配合協作會更有利於國產FPGA的快速發展。汽車電子需求增長，成FPGA新增長點
我們知道，FPGA被稱為“萬能芯片”，在靈活性上高於專用芯片ASIC，性能和實時處理能力優於CPU，可以通過現場對芯片進行硬件編程來實現不同的電路功能。也正是因為此特性，FPGA所能應用的場景也是多方面的，除了新基建涉及的場景外，汽車電子也同樣是FPGA重點發力的市場。
高雲半導體資深產品市場經理趙生勤表示：“汽車電子市場是半導體企業極為關注的一個新興增長點。截止目前，全球複合增長率已達到10.8%，而亞太區更達到了20% 。”
汽車電子對半導體需求的快速增長，也催生了FPGA的大量需求。以當下的高級輔助駕駛為例，目前的FPGA技術在汽車傳感器及車載顯示中的應用已經很成熟。如國產FPGA知名廠商高雲半導體的旗下的兩款車規級FPGA產品已經大規模量產，其中基於嵌入式閃存工藝的非易失FPGA小蜜蜂家族和基於SRAM的中密度FPGA晨熙家族產品可以為時下非常熱門的ADAS系統、360環視（後視）、中控顯示系統、高端行車記錄儀、安全監測等應用提供可編程解決方案，同時可以確保芯片滿足汽車級的質量標準。
高雲半導體FPGA產品
當下自動駕駛還處於研發測試階段，並沒有大規模起量，所以主要採用CPU+GPU、FPGA等適合並行計算的通用芯片滿足高級輔助駕駛及自動駕駛的深度學習、視覺融合等人工智能計算需求。短期來看，定製芯片ASIC存在高投入和高風險的劣勢，而在自動駕駛大規模應用之前，具備可重構特性FPGA芯片將成為高級輔助駕駛計算應用的不二之選。
詳細來看，自動駕駛技術對於半導體硬件成本、體積重量、功耗、算力及車規標準都有很苛刻的要求，如需要硬件具有足夠的算力，保證行駛過程中採集信息的冗餘；車規方面，如需要超寬的溫度範圍，一般在-40C°~+125°。而這些需求，FPGA都能夠最大程度滿足，同時它還具有以下優點：
1、技術成熟、可靠，產品已被大量應用；FPGA已廣泛被用於軍工、航天、通信等領域，如國內知名FPGA廠商高雲半導體的車規級FPGA產品已將被全球多家知名汽車製造商採用。
2、靈活性強，可隨時修改芯片的邏輯功能，有利於算法迭代；自動駕駛技術並不成熟，未來幾年必然需要不斷迭代升級，而FPGA恰好可以滿足這種需求。
龐大的FPGA市場下，國產廠商如何發力？
據中國產業信息網統計，2019年全球FPGA市場規模約69.1億美元，隨著5G通信、大數據中心、人工智能、自動駕駛等新興技術發展加速，預計2022年FPGA市場規模將突破90億美元，年複合增長率超10%。其中，2019年中國FPGA市場規模約為187.5億元，預計2022年將突破300億元，年複合增長率超過25%。也就是說，在未來3-5年，中國將有龐大的FPGA增量市場，這也是國產FPGA廠商快速切入的時機。
芯師爺製圖 （數據來源：中國產業信息網）
由於FPGA技術壁壘比較高，美國廠商佔據了壟斷地位，在中國FPGA市場中，早已形成Xilinx和Altera雙寡頭的局面，兩者市場佔比高達52%和28%，從工藝節點、器件成熟度、產品覆蓋及知識產權等方面，國產FPGA廠商面臨著不小的挑戰。
“本身起步就比國外晚了幾十年，而且FPGA是個高門檻的行業，設計人才的空缺也很大，必須承認這種客觀的差距，才能有一種正確的心態，穩紮穩打的前進。但值得一提的是，同級別的FPGA產品，國產器件已經可以追平甚至超越國外器件。”一位業內人士接受芯師爺採訪時表示。
如何才能穩紮穩打呢？高雲半導體資深產品市場經理趙生勤表示：“高雲正是從中低密度產品起步，穩步邁進到高密度高性能器件的。公司產品的主要佈局有兩個方向，一是從中低密度到高密度到更大規模並集成處理器內核的SOC-FPGA的發展方向，比如在研的130k器件，它擁有豐富的邏輯、DSP資源，提供8路的12.5Gbps 高速serdes，在5G通信、人工智能、自動駕駛、安防監控、視頻廣播等領域都能得到很好的應用；另一方面，公司也一直致力於中低密度產品的持續耕耘，保持產品的不斷迭代。在現有小蜜蜂和晨熙家族產品的基礎上，持續優化和提升，年內將陸續推出小蜜蜂2代、晨熙2代產品，覆蓋更廣的應用場景。通過這兩條路線，公司將逐步實現低中高密度的產品全面覆蓋，滿足更多的市場應用需求，打破國外FPGA廠家的壟斷，助力實現國產FPGA產業的快速發展。”
近年來，受惠於下游巨大需求的帶動，加上國家政策的大力支持，國內FPGA產業鏈正在逐步完善。“最大的改變就是國內客戶開始逐步接受國產器件，對器件的接納程度大幅提高。”有業者反饋表示。
可以看到的是，國內有龐大的增量市場和應用前景，國內企業也開始逐漸接受國產器件，對於國產FPGA廠商來說，該如何抓住國內新的增量市場呢？
高雲半導體資深產品市場經理趙生勤認為，主要可以從以下幾個方面入手：第一，本土廠商需以產品品質為基石，始終秉承品質為根本的方針；第二，國內產業鏈需要抱團發展，只有生態系統的完善搭配行業方案，才能最大程度縮短客戶開發週期；第三，FPGA不僅僅是一個芯片，還給客戶提供更多的附加值，在生態系統方面下功夫，提供全面的技術支持服務。
寫在最後
新基建步伐加速，勢必將會促進5G、人工智能、大數據中心等領域迎來新一輪的科技革命和產業革命。同時，基於自主可控的要求，新基建有望引導國產FPGA產業進入新一輪發展週期。
在這樣的局勢下，2020年國產替代依舊會成為發展主線，國產FPGA的產業鏈將更加完善，實現替代的FPGA產品也將有望從中低端市場走向高端，塑造新的國際競爭優勢。
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