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国产FPGA面临着重重挑战?国产FPGA该如何突破呢?

2018年09月10日 17:43 次阅读

进入今年,在中兴事件和中美贸易战的双重影响下,国内对集成电路的关注到达了前所未有的高度。而在过去多年的努力下,国产芯片也取得了不小的进步。例如在微处理器方面,有了华为、展讯、瑞芯微和全志等一系列知名企业;在存储器领域,长江存储、兆易创新和福建晋华的表现也相当亮眼;在数字信号处理方面,也有中电科、长城银河这些不错的厂商。但在国产FPGA方面,虽然有了不少的的参与者,但国内厂商在这方面还有很长的一条路要走。

国产FPGA面临着重重挑战?国产FPGA该如何突破呢?

在日前的南京国际集成电路技术达摩论坛上,国产FPGA厂商紫光同创电子有限公司常务副总裁发表了题为《FPGA中国芯的机遇与挑战》的演讲,讲述了国产FPGA的挑战与机遇。从他的介绍中我们得知,Xilinx、Intel的FPGA在全球遥遥领先,而国产厂商基本都是集中在中小规模的产品布局,也开始有些厂商往高端产品进攻。以紫光同创为例,他们正在研发700K大规模的产品,向更端的市场出发。

国产FPGA面临的挑战

王佩宁首先总结了国产FPGA的现状,根据他的说法,现在的国产FPGA拥有市占率极低、技术壁垒高和市场认可度低三个特点。他指出,在国内过百亿的FPGA市场中,国产的市占率不到3%,商用市场的国产化率更是低得惊人。就算在对国产有高度支持的政府部门中,国产FPGA的应用率不足30%,切都是以兼容产品替代为主。

来到专利方面,王佩宁指出,Xilinx和Intel两家FPGA厂商的FPGA专利超过6000项,当中覆盖了单元架构、IP和互联等各方面的核心技术。本身国内的研发技术就相对落后,缺乏创新,在这种专利包围圈下,国产FPGA智能采用被动创新,反复验证的方式,这就使得研发成本降不下来。

得不到市场的广泛认可,则是国产FPGA的另一无奈。

王佩宁在演讲中提到,国外FPGA产品在国内耕耘了20多年,根深蒂固。且这些产品的生态环境完善、配套设计资源丰富,加上产品有极好的易用性,这就使得市场上的厂商对其高度认可,相反,国内的产品在性能、功能、功耗和软件等方面都不成熟,甚至连成本都没有优势或者显著优势。

即使如此,现在的国产FPGA也可以被应用到通信、新兴安全、智能机器人、医疗、工业和LED等领域,但在例如高端的通信设备等市场,国产FPGA目前还是心有余而力不足。这个则是多方面的原因造成的。面向未来,国产FPGA也将面临多方面的挑战:

从FPGA产品本身来看,这是一个需要软件和硬件高度配合的市场。FPGA产品模块多且杂,应用各式各样,对软件的综合能力、时序收敛能力和IP的丰富程度有高度的依赖。如果我们没有创新能力,将很难走得远。

但正如我们上面所说,FPGA专利集中在两家厂商手里。对于开发者来说,如何避开专利壁垒,差异化定位产品,实现技术和市场的创新与突破,是迈向成功的第一步。这对于开发者来说,同样需要面对两个问题:

如果从低端产品入手,周期短、风险低,但竞争异常激烈,随时面对国外竞争者的低价打压;如果从高端产品入手,则会面临周期长,资金压力大的风险。正是因为这样,也使得FPGA领域没有获得太高的关注。

王佩宁表示,相比于ASIC,FPGA的研发周期更长,汇报晚。加上其流片成功率与配套开发软件功能机IP迭代的效率等都需要大笔的资金投入,这就使得资金在这上面的投资很谨慎。

更重要的一点,FPGA是一个严重依赖于厂商本身打造生态系统的领域,对于国产厂商来说,如何能打造一个包括方案、IP、评估板、支持团队在内的高效、易用、友好的FPGA应用环境。并在此基础上,争食存量市场,布局增量市场,这些都需要开发厂商多方考虑的。

国产FPGA如何突破?

在王佩宁看来,现在是国产FPGA突破的一个最好时机。一方面,年初的中兴事件,让国内企业对供应链的保障有了更多的担忧,另一方面国家的重视、政府政策的支持,也是一个重要推动因素。再加上一直以来的技术引进与积累,人才的重视与输出,新兴的AI、大数据、IoT无人驾驶5G通信等市场的推动。天时地利人和推动下的国产FPGA迎来了黄金时代,但他认为,厂商如果想获得进一步发展,需要做到以下四点:

一、市场要重视。未来发展FPGA,不能以技术为导向,而是要以市场为中心;

二、产品定位要清晰。这就要求一方面要去挖掘FPGA空白市场,寻找差异化,另一方面要求坚持正向自主可控,拥有自己的知识产权;

三、资金不能断。王佩宁指出,FPGA是一个长期烧钱的行业,至少坚持五年以上,累积投入数亿元才能成功。为此对于相关公司来说,就需要在前期保证持续的资金投入,直至实现产品商业化,实现资金回流,自给自足;

四、服务要做好。在商品上,服务好用户,提高生产力,缩短产品交期;在技术上,要及时响应用户需求,高校解决用户问题,加快产品PO。

除此之外,还需要中央、地方政府对国产FPGA企业在项目资助、投融资;国产资助可控政策等多方面的大力支持;FPGA系统整机厂商对国产FPGA的选用、历练和催熟也是一个重要手段。

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