中国FPGA公司应如何把握新基础设施带来发展趋势机遇?

在技术创新层面，便携式可编程控制器的FPGA被公认为样机绘制和新产品研发的重要组成部分，非常适合5G、人工智能技术、大数据中心、工业物联网等新的应用领域。大数据中心、人工智能技术等大数据处理行业也是FPGA的重点销售市场。

新基础设施是电子信息技术的基础设施建设，具有发展趋势更快、科技含量高的特点。随着各种新技术和新应用的出现，对计算、框架、协议和套接字的动态更新提出了新的要求，也对底层集成电路提出了新的要求。FPGA具有软硬件可编程控制器、插座灵活、性能优异等优点，可以考虑高科技对测量和连接的要求。那么，新的基础设施会给FPGA带来什么样的销售市场增长呢？会明确提出哪些技术挑战？中国的FPGA公司应该如何把握新基础设施带来的发展趋势机遇？

新的基础设施将极大地推动对FPGA的新要求。

新基础设施是以技术创新和网络信息为基础，推动基础设施建设管理体系的数据转换和开发、智能升级和自主创新。FPGA将在原型图、协议升级、数据处理方式、功耗降低等方面充分发挥其不可替代的优势。

“随着新基础设施的巨大项目投资，FPGA的使用肯定会大大增加。在技术创新层面，便携式可编程控制器的FPGA被公认为样机绘制和新产品研发的重要组成部分，非常适合5G、AO3406人工智能技术、大数据中心、工业物联网等新的应用领域。然而，UHV传输、城际铁路、大城市城轨、新能源汽车等场景广泛面临连接和企业战略转型的挑战，对计算效率、数据信息安全系数、延迟等特性的要求更高。FPGA凭借其强大的并行处理能力，可以考虑多样化和弱化数据处理方式的要求。”紫光同创销售总监吕哲向《中国电子报》记者强调。

工信部最新统计分析显示，中国5G基站数量正以每周1万个的速度增长。预计到今年年底，我国5G基站的基本建设将超过60万个。通信行业是中国FPGA最关键的应用领域，占比高达35%。5G基站的快速增加，会推动FPGA使用量的快速增加。

陆哲表示，5G基站的关键是从三个方面增加FPGA的销售市场。第一，5G业务前期，为了更好的占据商品和技术的主体地位，所有设备厂商在规范锁定前都发布了样机样品或小批量生产，只能由按照灵活程序编写的FPGA来完成。第二，现场可编程门阵列在5G互联网的许多应用领域都是不可替代的。比如在5G通信中，随着MIMO无线天线阵和波束形成技术的出现，很多数据信号必须并行计算，而FPGA是处理这类需求最理想的解决方案。第三，基本上5G期间宏基站会有大量的微基站，推动了FPGA销售市场的增长。

工业物联网相关场景对FPGA的要求也越来越高。据赛迪咨询预测分析，2022年中国工业物联网市场容量将达到9146.5亿美元。在工业生产通信协议、传感器组合、工业生产云计算技术加速等行业，FPGA的高吞吐量和协调能力将得到充分发挥。

“未来的工业物联网将统一当今工业生产互联网中存在的数百种不同协议，完成数据共享。在工业物联网的协调能力和硬实践性规则的缓慢演进的整个过程中，特别适合。以FPGA为关键操纵部件，完成操纵通信协议转换、套接字操纵和传感器数据预处理。”安陆科技高级副总裁陈告诉《中国电子新闻》。

大数据中心、人工智能技术等大数据处理行业也是FPGA的重点销售市场。目前，全球大数据中心对网络加速器的市场需求超过数百亿美元。市场研究公司SemicoResearch预计，从2019年到2023年，FPGA的市场容量将增长三倍，达到52亿美元。

“人工智能技术、云计算技术、区块链技术、大数据中心、智能数据中心等关键处理都是测量问题。FPGA用于加速大数据中心、加速人工智能技术、解决区块链技术等行业。FPGA越来越多地集成多核处理器、AI测量模块、NOC(互联网之上)等测量加速组件，未来将产生极具竞争力的异构计算服务平台，成为通用测量行业的关键组件。”陈对说道。

在新能源汽车和无人驾驶汽车行业，选择基于FPGA的异构计算服务平台，将提高无人服务平台的协调能力和可扩展性，完成从边缘传感器到域控制器的可扩展性，展现动态重编程能力，降低系统软件的成本和损耗。目前，在FPGA水龙头Xilinx中，ADAS使用的汽车集成IC约有7000万个。

“汽车制造业经历了一些颠覆性的进化，最受关注的进化是无人驾驶正在从ADAS慢慢进化到全方位无人驾驶。传感器总数的增加必然导致数据信息的爆炸性改善。这就要求汽车拥有强大的异构计算服务平台，能够解决来自不同来源的数据信息，多传感器集成组合产生的系统软件整体响应速度大大缩短。”西林大中华区主要销售市场市场开发总监宜颜向《中国电子新闻》记者强调。

新的基础设施肯定会挑战FPGA的特性。

在新基础设施的情况下，信息管理的升级可能会导致更多的应用领域，这显然对FPGA性能参数和架构的自主创新提出了挑战。对更大规模、更高性能的FPGA及其多核异构智能系统服务平台提出了要求。

“5G通信的应用和大数据中心的加速，明确对高端FPGA的性能参数提出了更高的要求，而人工智能技术和工业物联网的应用，为边缘计算场景下的多校验异构FPGA系统软件展示了大量的应用机会。”陆哲说。

陈表示，当今FPGA的关键技术是7nm以下最先进的技术，更高的解决能力和更高的套接字网络带宽。面对新的基础设施连接层面的要求，工业物联网的SoCFPGA及其异构计算手机软件编译器服务平台与协同逻辑阵列、CPU、DSP、专用网络加速器等各种云计算服务器是未来的发展前景。

经纬锐空创始人兼CEO王海力对《中国电子报》记者表示，为了快速考虑新应用场景下明确提出的各种需求，FPGA必须选择对映体架构，此外还要有能耗、特性、成本等方面的规定。

“FPGA已经从单一可编程芯片技术规范连接到多核对映体解决方案服务平台技术规范，完成了‘软件定义的硬件配置和与绿色生态兼容的硬件配置’的新局面。”王海力说。

目前，FPGA的两大骨干企业Xilinx和intel已经发布了基于FPGA的多校验映射异构智能家居产品。Xilinx发布的ACAP基本上是用片上网络(NoC)来完成CPU、FPGA和AI模块之间的互联，速度比传统FPGA高 20倍。英特尔的AgilexSoCFPGA根据10纳米处理技术集成四核ArmCortex-A53CPU，可将大数据中心、互联网和边缘计算的功能损失降低40%。

宜颜表明，独立测量系统的体系结构不能满足越来越多样化的开发和设计要求。随着处理技术的发展，FPGA也摆脱了传统的应用边界，除了过去的航天、通信、消费电子、工业自动化等主要用途。也进入了AI、大数据中心、视频剪辑、无人驾驶、5G等新行业，而FPGA也通过集成标量处理引擎、自适应硬件引擎和智能引擎，从器件向异构平台转变。

“FPGA相关公司的研发方向必须转变为异构计算。在人才资源上，FPGA公司会消化吸收新基础设施领域的优秀人才，如AI、无人驾驶、新智慧城市等。在营销策略层面，公司更应该注重应用的开发设计，更贴近客户满意度，选择大量在领域内通用的开发方式，根据更友好的开发工具考虑大量的产品研发需求。”酆毅说。

在中国，FPGA产业链已经进入快速发展趋势的安全通道。

目前国内整个FPGA产业链在设计方案、制造、测试、封装阶段都有一定的合理布局，在中低端销售市场已经产生了一定的制造和供应能力。但在中国，FPGA商品的关键集中在国内小规模纳税人的元器件上，在“新基础设施”的几个行业所需的高档商品供应上，与国际水龙头仍有差距，在性能参数和量产能力上，还需进一步提高。

王海力告诉《中国电子报》记者，中国的FPGA产业链基本缺乏相对性，尤其是高档FPGA的关键架构，海外厂商在ic设计和量产、手机软件EDA专用工具、应用开发等方面存在很大差异。然而，从近年来的产业发展规划趋势来看，FPGA在中国已经进入了快速发展的轨道。即使 对比同规格同型号的FPGA产品指标值，中国FPGA企业的部分产品已经保证了领先地位。

“在我国，FPGA在工业物联网、物联网技术等行业的产品研发、制造和供应方面都有一定的基础和保障，其产品相对容易兼容。但5G、人工智能技术、大数据中心、汽车电子对FPGA技术标准要求更高，国产FPGA在供货和工作能力上还是有差异的。随着近年来中国FPGA厂商对高端FPGA产品的不断研发，这种情况在未来两三年内会有所改善。要利用好新基础设施发展趋势对不同主要用途的突破，以及从技术上明确提出的其新要求，把FPGA在新基础设施不同领域的基础嵌入紧凑化。”王海力说。

针对新基础设施的销售市场和技术标准的提高，中国企业应该如何抓住机遇完成技能升级和市场开发？

吕哲指出，对于中国整个FPGA产业链来说，主要问题仍然是高档元器件的升级，可以进一步扩大其主要用途，服务于新基础设施产生的智能和智能系统的升级。进一步提升我国FPGA产业链水平，一方面要推动整个产业链上、中、下游密不可分的合作，提升上下游供应链管理对FPGA工程设计公司的重点应用，通过系统验证、批量生产、产品推广计划迭代更新等方式，配合FPGA公司完成产业发展；另一方面，要在学术界和工业界之间连接和构建安全的沟通渠道和服务平台，创建创新中心，加快生产、教育和研究的稳步发展，为FPGA未来技术管理体系的自主创新提供基础理论和学术研究支撑点；另外，相对于现行政策，要出台政策吸引和吸引高层次人才，打造行业联盟，打造和塑造FPGA硬件配置、手机软件和IP绿色生态。

CCID咨询高级投资分析师李阳向记者强调，FPGA的技术门槛很高。中国FPGA厂商要加大产品研发和人才投入，完善产品系列，考虑中低端FPGA的销售市场，专注于性能优异的高品质FPGA的产品研发，从EDA到高端制造和高端测试封装的整个产业链进行互补，产生品牌知名度和稳定的客户关系管理，真正提高知名品牌的竞争力。中国FPGA厂商需要生产产业集群和产业生态，以控制成本，向中下游客户呈现更强的产品和服务。

王海力表示，中国FPGA公司应再次做好基础产品研发，包括关键架构模式和EDA工具软件的开发设计，提高专利库面向应用完成的IP，逐步将低端FPGA产品连接到高端FPGA产品。在深入了解客户满意度的情况下，在加工工艺的每个连接点，打造高品质交付的FPGA产品系列。除了培养核心技术产品研发方面的优秀人才，还要构建紧密围绕FPGA应用开发和绿色生态的人才团队，打造与产、教、研紧密联系的人才团队。