中国FPGA产业如何在市场上占有一席之地

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SoC FPGA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Gartner 2010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。

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。

然而，除京微雅格之外，目前只有几家以逆向工程和军工市场为主的企业。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（Configurable Application Platform），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。

京微雅格业务发展总监 王海力

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