赛灵思、英特尔纷纷断供 国产FPGA迎来新机遇

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随着AI、物联网、无人驾驶、5G在内的新兴行业兴起的同时，对极具灵活性、可重构的FPGA有很大的需求，也给FPGA厂商带来更多机会，构成庞大的市场。


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FPGA的应用优势

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FPGA(Field-Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
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5 m1 e3 r2 s$ [! z9 Z; W随着AI、IoT和5G三大技术的驱动融合，对数据安全性、传输延迟、功耗和总体成本等要求更高，现有的通用CPU和GPU在这一多样化的应用市场反而力不从心，而专用芯片ASIC虽然针对某一特定应用具有更高的性能，但无法满足如今的碎片化、多样化的应用需求。
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% @7 w, F: U% W6 I, Q随着市场需求的不断变化，FPGA性能和灵活性综合优势逐渐体现出来。FPGA芯片由输入/输出块、可配置逻辑块和可编程互联三部分组成，其可编程性不但可以加载不同的运算架构，实现器件本身的通用性，而且可以深度定制，提升算力，同一片FPGA，不同的编程数据，可以产生不同的电路功能，使用起来非常灵活，在功耗和性能上，FPGA相对同等级的CPU有较大的优势。
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FPGA的应用也越来越广，除以往的传统应用航天、通信、消费电子、工控等，进入到AI、数据中心、视频处理、自动驾驶、5G等新领域，对FPGA的需求已然无止境。
2 H/ v' ]* p' _" c即便市场巨大，却只是头两号玩家在分享盛宴，赛灵思、英特尔几乎占领了整个市场，其他厂商仍在夹缝中生存。


/ x9 o& ?  E+ m7 I! X) p赛灵思：FPGA领域头号玩家


1 B5 W7 P8 _: z* j( U" ~作为全球第一大FPGA厂商，眼下赛灵思满足了全世界对FPGA产品一半以上的需求，即便如此，赛灵思也没有丝毫懈怠，不断与自己进行赛跑。
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# F  z! a0 K4 _4 @2 Z赛灵思的28纳米芯片产品，结合了控制端和加速端两块，能快速响应、弹性扩展，结合ARMCortexA9，在单芯片方案中把控制、加速和感知部分结合在一起，非常适合目前工业物联网包括智慧工厂的应用。2016年，赛灵思推出16纳米的芯片产品（16纳米的异构FPGA UltraScale SoC的加速卡），把异质架构发挥到一个更高的台阶。
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而为了满足日益扩大的传统与新兴应用的不同需求，打造灵活应变、万物智能的世界，赛灵思发明其最新利器——Versal ACAP，不仅提供16nm和7nm产品系列专门针对数据中心、通信、汽车、工业等应用，而且芯片、软件和IP产品组合等也可为关键未来应用趋势而定制。


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特别是其最新利器——Versal ACAP（Adaptive Compute Acceleration Platform，自适应计算加速平台），这是一个高度集成的多核异构计算平台，核心是新一代的 FPGA 架构，适用于加速广泛的应用，其中包括视频转码、数据库、数据压缩、搜索、AI推断、基因组学、机器视觉、计算存储及网络加速等，可以支持所有的应用，各种不同的开发者，让各种创新、创意快速实现。去年，赛灵思基于自适应计算加速平台(ACAP)和Everest架构，开发出采用TSMC 7nm工艺、容纳500亿个晶体管的FPGA巨无霸芯片。
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! E0 W7 m5 s+ O; G% {' N/ e作为FPGA这一创新性的技术的首创者，加上在这一领域三十多年的深耕，赛灵思绝对算得上是FPGA领域的头号玩家。


英特尔：收购阿尔特拉，发力可编程事业
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CPU与FPGA深度融合的异构计算已成为产业发展的必然选择，因特尔十分看好FPGA未来的市场。2015年6月，英特尔以167亿美元的价格收购全球第二大FPGA厂商阿尔特拉（Altera），随后英特尔在Altera基础上成立可编程事业部，结合英特尔CPU、GPU资产，在新的技术细分市场发力。
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今年4月，英特尔今天正式发布全新的FPGA平台Agilex，与至强处理器携手展开绝地反击，与抗赛灵思Versal/ACAP进行抗衡。Agilex在原来Stratix基础上，充分利用了英特尔最新的10nm制造工艺技术，与其至强处理器（XEON）对接起来，将成为英特尔在新兴的云计算/企业级数据平台、5G无线通信和网络，以及嵌入式设备和边缘计算领域的有力武器。


: b, V6 W2 b4 g. Z/ w与英特尔自己的Stratix系列和同行的FPGA产品相比，最新Agilex FPGA有三大优势：基于英特尔自己的10nm工艺，采用chiplet积木和3D堆叠技术以实现任意的异构集成；集成eASIC芯片定制技术以实现从 FPGA 到结构化 ASIC 的迁移路径；基于CXL互联标准以实现与至强处理器之间的低延迟和内存一致性，从而加速各种复杂任务的处理速度。

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为了在激烈的市场中保持领先优势，英特尔一直采取并进方式，今年4月，英特尔宣布了收购英国 FPGA 厂商，拥有一系列基于 FPGA 的视频加速和推理的产品组合，以及垂直整合的客户群和定制解决方案的公司Omnitek，进一步扩展其FPGA业务，为实现高性能视觉和人工智能再度加码。
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1 c' C; V* P/ ?) |/ ~; B国内FPGA的现状与机遇

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8 d7 U; \5 g$ B4 @赛灵思、英特尔两家FPGA专利超过6000项，覆盖了单元架构、IP和互连等各方面核心技术，由于专利受限、技术壁垒高、软件开发难度大，我国的研发技术相对落后，缺乏创新，国产的FPGA配套设计资源少、产品易用性差，在产品性能、功耗、软件等方面都不成熟，市场认可度低，在核心技术方面，我国仍然受制于人。


在最近爆发的美国针对华为事件中，赛灵思与英特尔都宣布配合美国政府，切断了与华为的交易，让我们又一次看清了在核心技术方面受制于人的巨大隐患。


/ k1 L" w) }' Q& e4 a" W近年来国家和地方对本土芯片产业的投入有目共睹，通过过去多年的技术沉淀，积累的创新能力，国内半导体产业链正在不断成熟完善，芯片设计能力也在不断加强，出现了如上海复旦微，紫光同创、京微雅格、高云半导体、上海安路、西安智多晶等国产FPGA厂商。

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- i8 F8 y( h6 i; h# C紫光集团在同创的FPGA产品研发上已经投入了超过10亿元，去年又把同创从上市公司紫光国微中剥离出来，由集团统一管理，试图打造高、中、低端完整的产品线，尤其在高端市场上，要形成对国外大厂的竞争力。目前紫光同创已经推出达到700k规模的高端FPGA产品，在中兴的设备中实现量产，并成功打入华为的供应链。

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" ]7 [+ I# O% R2 f; @# D新兴市场给本土FPGA厂商带来更多机会，两大巨头的封锁对本土芯片产业而言也是一个历史性的机遇，从信息、产业和国防安全等方面考虑，中国也在加速FPGA的国产化，政府对国有半导体产业给与了大量的扶持，中国解决FPGA领域卡脖子问题将指日可待。

来源：http://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1560222005&ver=1661&signature=hK69vNo5uOUmLkhg95j-shckw6A*oppQoTD91zIeV38KXBErIl6X7S6a94BGewFPtniFv*Gt5V9ZxP87-7WV-V1UO24isZ1aHQAk3kHUZu7Ee4KM7j22oxMiUbDz2UTS&new=1
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