中美贸易酣战 国产FPGA遇“天时”尚需“人和”

目前，全球FPGA市场被美国Xilinx（赛灵思）、Altera（阿尔特拉）、Lattice（莱迪思）、Microsemi(美高森美)四大巨头高度垄断，且在专利上面对后进者产生严格封锁。国产FPGA起步较国外厂商晚30年，技术和专利基础薄弱。中兴事件爆发和中美贸易战升级，为本土FPGA国产化发展带来新的契机。

国产FPGA发展迎来“天时”

FPGA因技术门槛极高，全球市场份额主要被美国四大巨头高度垄断。据不完全统计，在全球约50亿美元的FPGA市场规模中，Xilinx和Altera占据90%，Lattice和Microsemi占据10%以内，而国产FPGA市占率不到1%。对于晚30年起步的本土FPGA厂商来说，对美国FPGA的依赖程度非常高，特别是在中高端通讯、工控、国防、大数据等领域，几乎100%都要依靠美国供应商。

可见，无论是从产业发展的角度考虑，还是从国防安全的角度考虑，中国发展自主FPGA都已迫在眉睫。而中兴事件和中美贸易战爆发，给本土FPGA自主研发与国产化替代带来了“天时”。

今年3月，美国政府一纸禁令让中兴瞬间陷入瘫痪，FPGA、基带芯片、服务器芯片、光模块等关键组件，成为扼住中兴喉咙的必杀武器。虽然该禁令目前已解除，但中兴仍处于“严密观察”期。在中美贸易战仍不断升级的当下，仍难保美方不会故技重施。

FPGA是通讯行业的核心器件所在，一旦禁售，中国很多企业将面临瘫痪。据不完全统计，中兴每年从美国采购的FPGA金额高达上亿美元，依赖程度高达90%以上。

加速云创始人兼CEO邬刚表示，FPGA是通信市场非常关键的部件，且需求量大，一旦禁售，中国通信类企业将全部遭殃。不过，他也指出，美国巨头对中国市场的依赖程度非常高，如华为、中兴分别是Xilinx TOP 5和TOP 10的客户，禁售必定是双输的局面。

尽管是“双输”局面，但国内厂商显然更为被动，国内FPGA厂商高端技术缺乏，难在短时间内补上“通讯”这块缺口。

因FPGA产品类别繁多，要分很多个系列，每个系列又有好几十种不同的封装形式，中兴、华为等企业会根据FPGA的性能、容量、密度、封装型号的不同来做产品适配，国内厂商还难以做到产品的全规格覆盖，在实现替代方面仍困难重重。

如何应对？京微齐力CEO王海力认为，当务之急，一是要在硬件端加大对中高端产品的投入，让国内客户想用并敢用国产FPGA；二是国家要加大政策扶持和人才培养力度，多给国产厂商历练的时间，上下联动逐步实现突破。

“在中兴事件发生之后，中兴、华为等从业者来找过我们，商讨国产FPGA如何切入到通讯厂商中去，但通讯设备验证需要很长一个周期，从室内验证，到场外测试，到大规模出货，没有三五年实现不了。如果中兴、华为愿意给本土FPGA厂商开一个窗口，相信随着国产FPGA生态的搭建和完善，产品验证周期会越来越短。”王海力说。

生态系统不完善，乃当前最大难题 

生态系统问题，是当前国内FPGA发展最大的难题。目前，中国本土FPGA才刚刚起步，代表厂商有广东高云半导体、北京京微齐力、上海安路科技、深圳紫光同创、上海遨格芯微电子、西安智多晶微电子等企业。这些企业均成立于2010年之后，IP核和EDA工具储备严重不足，导致方案开发商和终端应用商很少采用国产FPGA。

“生态系统不完善，是当前国产FPGA面临的最大问题！”有方案开发商告诉集微网记者：“不是我们不用国产FPGA来做开发，而是国外FPGA在IP核、EDA工具、软件开发、技术支持上更加系统全面，能为我们节省开发时间和成本，这是不可规避的现实。”

国产FPGA国产化替代难度有二，一是EDA工具太弱，贡献率低，算法上没有突破，应用端难以去做开发；二是缺乏IP核，国外厂商在任何应用场景下都有可用的IP核。

“我们用Xilinx、Altera做开发的成功率是80-90%甚至90%以上，且不用担心可靠性的问题，而用莱迪思和国内FPGA芯片成功率就会大打折扣。在IP方面，若我们想做任何一个细分市场的应用开发，国外IP可以直接拿到，而国内厂商还难以实现。上述问题不解决，国产FPGA的发展根本无法突破。”该方案开发商表示。

作为国内FPGA代表性厂商，京微齐力CEO王海力也坦言，国内FPGA生态差距不止一点点，完善的生态系统，取决于有多少厂商在用你的芯片，有多少应用开发厂商在基于你的芯片做方案设计和软件开发等，而这需要花5至8年甚至8至10年的时间来实现。

当前，国产FPGA应用开发人员仍较少，生态的建立需要产业一起努力。王海力表示，希望有关部门联动，针对电力、通讯等中高门槛的领域，多给本土厂商合作的机会，共同缩短生态建立的时间。同时，本土厂商要在细分市场找准自己的突破口，再逐渐向中高端延伸。

从细分市场入手，逐个击破

国内FPGA厂商的发展机会，在于市场需求足够大。一份来源于Global Market Insights的数据显示，预计到2022年亚太区域FPGA市场将突破40亿美元，中国市场容量约在100亿元左右，这么大的市场，国产FPGA能从中获益多少？

“虽然国产FPGA较国外落差较大，但国产FPGA并非完全没有发展机会。”王海力认为，很多应用场景并不需要高大上的产品，而更需要“差异化、有特点”的产品，比如消费类市场，成本优先，准入门槛低，对资金和团队要求并不那么高，这是一个很好的突破口。

据不完全统计，中国FPGA有100亿元左右的市场，约15亿美金，本土FPGA占比1%不到，但在一些细分市场，中国FPGA仍有机会，诸如AI智能终端、视频显示、工控和低端通讯设备领域，国产厂商已有很大突破，不少厂商进入了disigh in模式，少数厂商还在LED显示控制、汽车ADAS、智能安防监控等领域大有斩获。

除此，新兴市场也显露出不错的发展契机，“我们希望在人工智能、大数据、云计算、物联网、边缘计算等新兴市场找到突破点，在这方面国产FPGA和国外FPGA站在同一起跑线上，国产FPGA还是有机会的。”广东高云半导体市场副总裁黄俊说。

综合受访者观点，以差异化设计主打细分市场，是国产FPGA发展的必经之路，且国内市场“近水楼台先得月”的本地化优势愈发明显。

王海力说：“中国是消费电子制造和消费大国，市场在我们手上，国外企业没那么快捕捉到中国细分市场的需求，而我们不仅可以快速捕捉到第一手的市场信息，还能跟应用端快速对接，做出下一代更具性价比的产品。”

不过据记者了解，在消费类市场，FPGA的生命周期比较短（2年左右），由此带来的资金流压力、工艺管理的压力不可小觑，因此国产FPGA厂商选择细分市场切入的同时要谨防这些风险的发生。

总之，中兴事件和中美贸易战升级堪称“天时”，对国产芯片自主研发和国产化替代是一大促进。目前，在应用规模上，国内几家民用FPGA厂商也已实现了每年百万级的出货量。相信在此良好势头的带动下，在政策扶持与应用端的联动支持下，FPGA国产化替代不再是一个遥远的梦想。