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fpga全球市场_fpga国内外研究现状

2020-11-10 15:05 次阅读

fpga全球市场

通常来说半导体产业是周期性行业,其周期一般为4到5年。但是随着新技术和应用的快速发展,现今半导体周期越来越短,且每一个周期都有典型应用作为拉动点,比如过去的PC、后来的通信行业。FPGA也明显符合这种规律。但不同的是,当ASIC和ASSP萧条的时候,往往迎来FPGA的大发展。2008年以来的金融危机使得半导体行业平均跌幅大于10%,但是市场数据却显示FPGA行业依然强劲增长。危机和低迷使ASIC和ASSP制造者为谨慎起见,不敢贸然推出新产品,避免巨大的NRE费用。而FPGA恰好能迎合这一需求。

全球FPGA市场现状和发展前景展望

当今,半导体市场格局已成三足鼎立之势,FPGA,ASIC和ASSP三分天下。市场统计数据表明,FPGA已经逐步侵蚀ASIC和ASSP的传统市场,并处于快速增长阶段。

在全球市场中,Xilinx、Altera两大公司对FPGA的技术与市场仍然占据绝对垄断地位。两家公司占有将近90%市场份额,专利达6000余项之多,而且这种垄断仍在加强。同时,美国政府对我国的FPGA产品与技术出口进行苛刻的审核和禁运,使得国家在航天、航空乃至国家安全领域都受到严重制约。因此,研发具有自主知识产权的FPGA技术与产品对打破美国企业和政府结合构成的垄断,及国家利益意义深远。

作为一种可编程逻辑器件,FPGA在短短二十多年中从电子设计的外围器件逐渐演变为数字系统的核心。伴随半导体工艺技术的进步,FPGA器件的设计技术取得了飞跃发展及突破。通过FPGA器件的发展历程来看,今后仍将朝下以下几个方向发展:

•高密度、高速度、宽频带、高保密;

•低电压、低功耗、低成本、低价格;

•IP软/硬核复用、系统集成;

•动态可重构以及单片集群;

•紧密结合应用需求,多元化发展。

此外,集成了FPGA架构、硬核CPU子系统(ARM/MIPS/MCU)及其他硬核IP的芯片已经发展到了一个“关键点”,它将在今后数十年中得到广泛应用,为系统设计人员提供更多的选择。例如,以应用为导向,在受专利保护的FPGA平台架构上无缝集成特定功能模块,以形成具备行业竞争优势(高性价比)的独特产品。Altera、Cypress®半导体、Intel®和Xilinx®公司等供应商相继在最近一年发布或者开始发售SoCFPGA器件。

国际FPGA业内大头

在FPGA领域,Xilinx和Altera长期稳坐第一第二的位置。根据最新Form-10K数据显示,其分别占有48%和41%的市场份额。其中Xilinx净销售额为23.1亿美元,净收入为6.3亿美元;Altera净销售额为19.5亿美元,净收入为7.8亿美元。这两家公司一直以来是市场和技术的领头羊,而剩余的市场份额被Lattice占据多数。

为了在竞争中占据主动,Xilinx与Altera新近分别宣布其下一代FPGA产品都将采用高k金属栅技术的28nm工艺,以满足诸如云计算、移动互联网和3G应用等领域所不断增长的带宽需求。由于PLD器件采用更高技术的工艺节点制造,无疑可以降低成本、提升性能,尤其是能够改进一直以来为ASIC所诟病的功耗水平,以适应更广阔的设计应用。

Xilinx和Altera虽然控制世界将近90%的FPGA市场,但是他们的产品是大多以纯FPGA为主。“平台化”已成为FPGA一个发展趋势,尽管Xilinx和Altera在FPGA“平台化”方面在最近几年也有涉及,但概念和特点比较简单,没有完全形成气候。

权威市场调研机构Gartner2010年初的预测数据表明,FPGA正处于一个加速增长的市场势态中。未来5年,市场平均增长幅度超过12.6%,这种增长幅度远大于ASIC和ASSP市场。同时,市场数据表明其行业平均毛利大于60%。FPGA行业需要更大的市场规模,以吸引更多的使用者。预计未来5年,随着产量增加,成本进一步降低,FPGA市场份额将会持续增大。

赛灵思:重点布局深耕中国市场

赛灵思公司目前在中国内地设有6家办事处,公司很多项重要的区域性业务均以中国为基地。例如,亚太区技术支持中心设在上海。另外,针对中国快速发展的PLD市场,赛灵思特别成立了两个专门的产品小组分别负责数字信号处理和低成本消费电子解决方案的开发。赛灵思还在深圳和上海均建立了应用中心和实验室,负责DSP(数字信号处理)和低成本解决方案的开发和客户支持。他们的主要业务包括DSP、嵌入式、无线、视频和监测等应用的IP(知识产权)开发、参考解决方案设计和整体解决方案设计。目前在中国内地市场,赛灵思公司与三大分销合作伙伴包括安富利、好利顺和世健科技一起为该地区日益增长的FPGA用户需求提供专业快捷的支持。同时,作为一家知名的无生产线半导体企业,赛灵思公司将其低成本的CPLD(复杂的PLD)系列的生产外包给国内领先代工厂———和舰科技。拓展业务领域加大中国投入。

Altera:看好中国市场

Altera亚太区副总裁兼董事总经理ErhaanShaikhAltera很早就认识到了中国的发展潜力,自进入中国之日起,就一直不断加大在中国市场的投入。早在2000年,Altera公司就宣布在中国上海成立亚太区技术支援中心,这一举措体现了Altera对亚太区特别是中国的长期投资策略。

中国FPGA机遇何在?

为了满足经济发展和国防需求,打破美国的垄断,中国政府多年来投入了数百亿科研经费,通过逆向工程方式仿制美国对我禁运的FPGA产品。但由于知识产权、生产工艺和软件技术等多方面的限制,仿制品种有限,技术无法突破,难以满足国家安全的需要。随着国际形势的变化,通过走私进口禁运产品的渠道可能被切断,进口的关键芯片也可能被人为地嵌入后门通道或定时炸弹等模块,严重危及国家安全。

我们不得不承认国产FPGA产业与国际巨头还存在较大的差距,不论从产品性能、功能、功耗、软件、应用支撑上都有差距。甚至成本上,我们的优势也不大。

但是,中国拥有超过50亿元的FPGA市场。“十二五”期间,中国的可编程器件市场仍将保持年均30%以上的增长速度。中国尤其是北京等重要研究部门急需也长期需要FPGA用于国家安全和重点应用,比如航天航空、信息安全、知识产品保护等。此外,中国电子产品市场要求敏捷快速的研发周期和少量多样的产品形态,最适合FPGA应用。

因此,中国FPGA产业享有巨大的发展空间,机遇与挑战并存。

京微雅格的发展策略

京微雅早在2005年开始,就专注于研发具有自主知识产权的集FPGA、CPU、存储器为一体的可编程系统芯片,是目前美国硅谷地区以外唯一利用自主知识产权开发出商业化FPGA芯片产品的公司。它首创了芯片上可配置应用平台CAP(ConfigurableApplicationPlatform),并占据领军者地位。该平台基于Tile构架,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。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,CAP平台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。

京微雅格采取以用户设计(design-in)为先导的销售方式,直接服务客户的直销模式为主,代理商(渠道)销售模式为导向,提供双赢服务。考虑到FPGA的灵活性等特点,公司不仅提供上述不同领域内通用的整体解决方案,还针对客户的特殊需求,提供专门的设计服务。这是ASIC/ASSP芯片无法做到的,也是Xilinx/Altera等FPGA巨头不能做的事情。公司计划建立强大的创新应用与设计服务中心,每年至少推出200个用户设计和30个解决方案。

采购方面,京微雅格采用国际先进的无晶圆片(Fabless)生产模式,芯片生产委托中芯国际等来执行,成本会计入芯片成本,使公司专注于自己擅长的含金量高的芯片设计和产品创新上,而产品质量上也有更多的保证,价格更具优势。同时生产计划和库存变得更为灵活和易于实施,减少不必要的流通环节。

产品策略方面,京微雅格一方面储备技术,积极研发面向通讯领域的系列产品,和Xilinx/Altera开展高端通信市场的争夺;另一方面以“山”系列产品为重点,开拓低端系统集成业务;以CME-M系列产品为牵制和平衡,以撬动CPLD/FPGA/MCU的中低端市场。

京微雅格在全球范围内引进了FPGA领域的高端领军人才,培养了我国首批可编程技术的本土人才,填补了我国可编程领域自主进行硬件设计和软件开发的空白,是国内FPGA研制的“黄埔军校”。京微雅格的成功,将打破美国FPGA产业在世界上的独家垄断及其在高端产品上对我国的封锁,实现我国电子信息产业的大突破、大跨越。

除京微雅格之外,目前国内还有几家以逆向工程和军工市场为主的企业。

时代民芯公司拥有自主研制的从万门到百万门FPGA共三个系列10个产品该公司在FPGA研发方面以客户应用为牵引,走差异化路线,开发面向特殊应用的FPGA,满足空间应用和小型化产品的不同需求。

航天772所是全球领先的宇航微电子整体解决方案的供应商,同时也是专业的电子系统小型化解决方案的供应商。航天772所从2002年开始从事高可靠的FPGA设计、封装、测试及可靠性评估工作,通过10年的发展,形成了一支专业从事高可靠应用的FPGA及PROM研制团队。航天772所在高可靠和高等级FPGA和PROM设计、封装、测试及应用等方面形成自主核心技术及系列产品,实现了中国自己的“航天百变芯”。

fpga国内外研究现状

FPGA市场前景诱人,但是门槛之高在芯片行业里无出其右。全球有60多家公司先后斥资数十亿美元,前赴后继地尝试登顶FPGA高地,其中不乏英特尔、IBM、德州仪器、摩托罗拉、飞利浦、东芝三星这样的行业巨鳄,但是最终登顶成功的只有位于美国硅谷的四家公司:Xilinx(赛灵思)、Altera(阿尔特拉)、Lattice(莱迪思)、Microsemi(美高森美),其中,Xilinx与Altera这两家公司共占有近90%的市场份额,专利达到6000余项之多,如此之多的技术专利构成的技术壁垒当然高不可攀。而Xilinx始终保持着全球FPGA的霸主地位。

FPGA是一个技术密集型的行业,没有坚实的技术功底,很难形成有竞争力的产品。这也是FPGA市场多年来被四大巨头Xilinx(赛灵思)、Altera(阿尔特拉)、Lattice(莱迪思)、Microsemi(美高森美)基本垄断的原因。

1Xilinx

成立于1984年,首创了FPGA技术。产品线也包括CPLD,某些特殊控制上CPLD比FPGA速度快,但其提供的逻辑资源较少。目前满足了全世界对FPGA产品一半以上的需求。

2Altera(Intel)

成立于1983年,硅谷。是世界上”可编程芯片系统(SOPC)“解决方案倡导者。Altera结合带有软件工具的可编程逻辑技术,IP和技术服务,为客户提供解决方案。

3Actel

成立于1985年,美国纽约。前二十年效力于美国军工和航空领域,并禁止对外出售。目前开始转向民用和商用,推出了反熔丝系列,可重复擦除的ProASIC3系列。

4Lattice

成立于1983年,俄列冈州,1985年在特拉华州重组。在上海设有研发中心。莱迪思提供FPGA,PLD,FPSC,CPLD等产品。提供解决方案,包括瞬时上电操作,安全性和节省空间的单芯片解决方案等可编程逻辑期间。

5Atmel

系统集成方面拥有世界级专业知识和经验,保证最小的开发延期和风险。其产品包括微处理器,可编程逻辑芯片,非易失性存储器,安全芯片等。

2015年12月

:Intel收购Altera;

2015年

Lattice收购SiliconImage;

2015年

Microsemi收购PMC-Sierra,将远程无线电头端业务出售给Maxlinear,并且将电路板级产品出售给MercurySystem;

2016年4月

紫光收购Lattice6.07%股权;

2016年11月3日

CanyonBridge原计划收购Lattice,但2017年9月,美国总统特朗普出于国家安全考虑,亲自叫停了这宗收购。目前CanyonBridge(凯桥资本)创始人周斌认为,收购Lattice的计划仍在进行中;

但是在FPGA领域,Xilinx始终保持一家独大的局面,地位难以撼动。
责任编辑:YYX

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Microchip的PolarFire SoC FPGA在贸泽开售  率先采用RISC-V处理器性能大幅提升

FPGA图像处理方法

图像在采集和传输的过程中,通常会产生噪声,使图像质量降低,影响后续处理。因此须对图像进行一些图像滤波、图像增强等预处理。...
发表于 02-04 07:03 0次 阅读
FPGA图像处理方法

TMP411 ±1°C Programmable Remote/Local Digital Out Temperature Sensor

TMP411设备是一个带有内置本地温度传感器的远程温度传感器监视器。远程温度传感器,二极管连接的晶体管通常是低成本,NPN或PNP型晶体管或二极管,是微控制器,微处理器或FPGA的组成部分。 远程精度为±1 °C适用于多个设备制造商,无需校准。双线串行接口接受SMBus写字节,读字节,发送字节和接收字节命令,以设置报警阈值和读取温度数据。 TMP411器件中包含的功能包括:串联电阻取消,可编程非理想因子,可编程分辨率,可编程阈值限制,用户定义的偏移寄存器,用于最大精度,最小和最大温度监视器,宽远程温度测量范围(高达150°C),二极管故障检测和温度警报功能。 TMP411器件采用VSSOP-8和SOIC-8封装。 特性 ±1°C远程二极管传感器 ±1°C本地温度传感器 可编程非理想因素 串联电阻取消 警报功能 系统校准的偏移寄存器 与ADT7461和ADM1032兼容的引脚和寄存器 可编程分辨率:9至12位 可编程阈值限...
发表于 09-19 16:35 243次 阅读
TMP411 ±1°C Programmable Remote/Local Digital Out Temperature Sensor

TMP468 具有引脚可编程的总线地址的高精度远程和本地温度传感器

TMP468器件是一款使用双线制SMBus或I 2 C兼容接口的多区域高精度低功耗温度传感器。除了本地温度外,还可以同时监控多达八个连接远程二极管的温度区域。聚合系统中的温度测量可通过缩小保护频带提升性能,并且可以降低电路板复杂程度。典型用例为监测服务器和电信设备等复杂系统中不同处理器(如MCU,GPU和FPGA)的温度。该器件将诸如串联电阻抵消,可编程非理想性因子,可编程偏移和可编程温度限值等高级特性完美结合,提供了一套精度和抗扰度更高且稳健耐用的温度监控解决方案。 八个远程通道(以及本地通道)均可独立编程,设定两个在测量位置的相应温度超出对应值时触发的阈值。此外,还可通过可编程迟滞设置避免阈值持续切换。 TMP468器件可提供高测量精度(0.75°C)和测量分辨率(0.0 625°C)。该器件还支持低电压轨(1.7V至3.6V)和通用双线制接口,采用高空间利用率的小型封装(3mm×3mm或1.6mm×1.6mm),可在计算系统中轻松集成。远程结支持-55°C至+ 150°C的温度范围。 特性 8通道远程二极管温度传感器精度:±0.75&...
发表于 09-18 16:05 160次 阅读
TMP468 具有引脚可编程的总线地址的高精度远程和本地温度传感器