面对垄断 中国FPGA出路在何方

    面对国际上几大巨头在FPGA领域的垄断，国内FPGA厂商的突破口在哪里?国内企业进入FPGA，如何打造生态链?多年来，国际上有诸多进入FPGA领域的新兴公司，但是很少成功，中国厂商能破例吗?

面对国际上几大巨头在FPGA领域的垄断，国内FPGA厂商的突破口在哪里?哪些应用领域是我们可以进入的?FPGA是需要较强的生态环境来支持的，国内企业进入FPGA，如何打造生态链?工具和开发软件谁来支持?多年来，国际上有诸多进入FPGA领域的新兴公司，但是很少成功，中国厂商能破例吗?京微雅格(北京)科技有限公司业务发展部门总监、软件部门高级经理王海力，探讨中国FPGA的突围之路。

1：面对国际上几大巨头在FPGA领域的垄断，您认为国内FPGA厂商的突破口在哪里?哪些应用领域是我们可以进入的?

[Haili]：国内FPGA厂商的突破口在于：跟随工艺前进的步伐，结合多变的应用需求，利用系统芯片的竞争优势，把握FPGA的发展趋势，在系统层面探索出新路子!因此对于我们而言，我们选择微处理器MCU与FPGA的结合。据我们的调研，FPGA+CPU这种模式肯定会是一种发展趋势。

基于可编程的角度，FPGA本来就是一个通用产品。但从竞争的角度来说，我们不希望以“硬碰硬”的方式进行。毕竟前辈们在这个市场摸爬滚打了二十多年，并且设置了重重障碍(技术壁垒、专利等)。从产品形态来说，我们建议：中低端产品以工业控制、显示控制、加上医疗设备为主，可以进一步看看汽车或消费类电子产品，甚至安防领域;而高端产品则主要定位在通信、广播等领域。这个领域如果有技术能力做，一定要进入，毕竟利润很高。但如果时机不成熟，不建议马上进入，因为从技术层面上需要解决的问题太多太复杂。

需要强调的是，尽量跟我们的终端市场结合，做好充分市场分析与调研，研究国内用量最大的FPGA型号，牢牢把握应用需求，重点抓住某一类领域进行突破。

2：FPGA是需要较强的生态环境来支持的，国内企业进入FPGA，如何打造生态链?工具和开发软件谁来支持?

[Haili]：FPGA厂商希望与国内企业(包括芯片厂商)一起打造整个可编程芯片生态系统，共同创造商业机会;希望自己开发出客户和消费者所需要的所有技术和产品，然后通过合作伙伴或整机厂商将其“传递”到整个生态系统。

但国内企业如何进入FPGA，如何高效地打造生态链，需要很好地思考以下两方面的问题：第一，FPGA将以什么形态出现在最终产品中?FPGA作为一个IP核植入到他们的芯片产品中?还是作为一个分离模块，集成在产品中?这两种不论是从研发技术上，还是研发成本上，都有利弊。第二，就是您提出来的，工具和系统开发软件谁来支持?对于FPGA器件提供商，FPGA的工具和软件必须由自己来开发，当然可以分阶段分步骤来做，综合、布局布线、位流生成必须做。从我们目前了解到的资料，国内的软件研发团队在FPGA技术的know-how上已经正在接近国外团队。但和其他厂商合作打造新产品，对于这个系统层面上的软件环境(除FPGA自身编译环境外)，仍有很多关键技术问题需要解决，这更类似于SOC系统芯片软件的支撑问题。

3：多年来，国际上也不泛进入FPGA市场的Startup公司，但多半以失败告终，您认为在中国市场上，成功的机遇是什么?有什么不同点?

[Haili]：纵观历史，从上个世纪80年代到现在这30多年来的时间里，先后有50多家公司都在一直从事可编程逻辑器件(PLD/FPGA)的研发，其中不乏像Intel、TI、AT&T、Samsung、Lucent等技术、资金实力雄厚的大公司。另一方面，从半导体技术和市场发展的角度来观摩，由于芯片研发费用成指数型的增长，众多专用集成电路(ASIC)和专用标准产品(ASSP)设计厂商都会相继转投到用灵活性更高的可编程器件来实现，或者在他们的芯片中植入可重构可编程FPGA模块，甚至包括处理器厂商，也在探索微处理器与FPGA相结合的路。这一趋势定会给PLD/FPGA市场注入更强大并源源不断的动力，因此对于从事FPGA研发的公司来说这无疑也是一个好消息。这条路必须走!但为什么多半startup公司以失败告终，原因很多，也很复杂。总的来说可以概括为以下4条：

·支持方或投资方资金的持续性问题。FPGA的研发周期是一个不同于ASIC等其他芯片的研发。可能一个5年的周期不足以为奇，甚至7年，包括市场分析与定位、架构/硬件实现、软件支撑、芯片制程、测试、封装、筛选等。对于芯片而言，这个过程很难一次流片就保证无任何问题;对于软件而言，需要可能两代以上的迭代积累与适应芯片的各项功能。等万事俱备后，application的实施、Marketing的推广宣传，最后才到客户手上。很多投资方没有这么多时间、精力和资金来玩这个游戏。很多startup公司正是因为资金链的中断，而退出市场。

·市场与芯片定位问题。因为在FPGA高度垄断的情况下，如何突破，如何创新一直是困扰startup公司的难题。做中低端产品，在同样工艺节点下，如何解决芯片cost、peRFormance和功耗问题是关键。在架构创新的同时，可能会带来潜在的风险，需要等待一定周期的市场检验。另外当你还处在第一代产品的研发中，那几家FPGA巨头不论是在工艺上、成本上、性能上、功耗上都不会输给你。如果做高端产品，如何把你的产品的可信度(可靠和安全)建立起来是很重要的问题。因为你刚进入市场，几乎没有叫得响亮的客户。试想别人会把你拉入采购名单吗?很多startup公司还没来得及想清楚这个问题，就被无情地请出了这个竞争格局。

·软件与硬件配合问题。我们知道FPGA麻雀虽小、却五脏俱全。即便做出了一个很Powerful的芯片，但如果没有有效率的软件支撑，也是徒劳无用。如何将软件与硬件天衣无缝地结合在一起，是一个难题。不论在大公司小公司，都需要花大量地时间去论证。另外随着系统设计越来越复杂、性能要求越来越苛刻，软件在保证产品上市进程中扮演的角色也越来越重要。没有自主创新的软件，一定会失败!很多startup公司之所以相继落马的原因是，软件不能很好地配合硬件工作。

·应用工程师的培养问题。有了好的硬件和软件，还不足够;还需要更多的AE团队进行支持。我们经常说到，如果把FPGA产品研发中硬件所付诸的努力比作“1”的话，那么软件要付诸的努力就是“2”，而开发应用所付诸的努力则要远远大于“4”。如果一个FPGA产品，没有好的应用支持团队，开发各类相关的应用，也很难在市场上有所表现。根据市场生存法则，你的产品很快就被吞噬，不久将来也会被淘汰。很多startup公司也是因为没有好的应用工程师团队，不能开发出有竞争性的产品应用，而导致流产。

在目前PLD/FPGA市场仅存的全球性大公司里，全部来源于美国。欧洲、日本等经济强国也还没真正掌握其核心技术，他们在探索的进程中。然而对于中国，虽然受到专利和技术壁垒、以及限制销售许可等诸多因素，发展FPGA产业更是刻不容缓。在国家促进集成电路发展的主题中FPGA已提到战略高度，用以满足国防、民用等各个层面的迫切需求。对于中国市场，成功的机遇就在用它有足够大的市场容量。有市场，就有需求，有需求就要有相应产品来支持。现在Xilinx、Altera最大的客户就在中国。也足以证明我们有机遇。从技术角度来说，我们已经不像10年前基本不懂核心技术。基于我们国内在FPGA研发这10年来的沉淀以及强大的技术创新，我们已经掌握了关键技术并使其突破。其他国家做不了FPGA芯片，中国能做，我们能做!而且大家都有共识，在不久的将来国内肯定能成一家FPGA公司。

我觉得没有什么不同点，完全遵循市场竞争原则。做出好的产品，经得住市场的考验，就可以了。

4：贵公司目前进入的是哪些应用领域，产品的特色是什么?生态链的支持如何?遇到的最大挑战是什么?

[Haili]：为了在FPGA技术高度封锁的环境下生存并竞争，京微雅格提出并发展了一系列自我创新的概念和核心技术(如微处理器与可编程模块的融合，高速布线网络DCC在互连架构中的应用，以及无缝的软硬兼施等)，同时在我们已有的产品中得以实现，并申请专利技术60多项(已授权的美国专利有28项)。

京微雅格是可配置应用平台技术CAP(Configurable Application Platform)的首创者和领导者，致力于为系统制造商和应用开发商提供高集成度、高灵活性、高性价比的可配置平台器件,IP以及相应的集成开发环境与工具套件。凭借自主研发的现场可编程技术、独特的可定制互连资源和可配置平台构架等方面的先进技术，京微雅格创新的可配置平台芯片不仅帮助客户大大缩短了产品上市时间，提高产品设计灵活度，而且通过摊薄高额流片费用降低了客户进入市场的成本。京微雅格提供的CAP平台，配合高效的软件套件及面向应用需求的丰富的软硬IP模块，可被广泛运用于可重构系统芯片设计，以增强系统供应商的竞争力。

对于我们公司而言，我个人认为遇到的最大挑战不是FPGA研发的know-how问题，而是如何让国产FPGA尽快地进入市场并得以认可。除了我们自身修炼的内功之外(包括硬件、软件的研发外)，还需要国内市场持续关注国产FPGA的研发进度，包括科研单位、高校、各类正在使用FPGA作为核心器件的企业或整机企业、还包括各类潜在的、广泛的民间“AE团队”，带动整个使用国产FPGA的生态链。