目前，全球FPGA市場被美國Xilinx（賽靈思）、Altera（阿爾特拉）、Lattice（萊迪思）、Microsemi(美高森美)四大巨頭高度壟斷，且在專利上面對后進者產生嚴格封鎖。

國產FPGA起步較國外廠商晚30年，技術和專利基礎薄弱。中興事件爆發和中美貿易戰升級，能否為本土FPGA國產化發展帶來新的契機？

首先介紹下什么是FPGA？FPGA即現場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用集成電路（ASIC）領域中的一種半定制電路而出現的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。

基本特點

1）采用FPGA設計ASIC電路(專用集成電路)，用戶不需要投片生產，就能得到合用的芯片。

2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC電路的中試樣片。

3）FPGA內部有豐富的觸發器和I/O引腳。

4）FPGA是ASIC電路中設計周期最短、開發費用最低、風險最小的器件之一。

5) FPGA采用高速CMOS工藝，功耗低，可以與CMOS、TTL電平兼容。

可以說，FPGA芯片是小批量系統提高系統集成度、可靠性的最佳選擇之一。

下面重點介紹下國產FPGA的發展現狀，根據權威市場調研機構Gartner數據顯示，2014年全球FPGA市場總規模達到50億美金，其中，中國的市場份額有15億美金，中國市場占全球市場的三分之一。分析機構預計2015年至2020年全球FPGA市場的年復合增長率為9%，到2020年全球FPGA 市場規模將達84億美金。

具體細分領域來看，在FPGA被用于深度學習之前，FPGA主要有3大應用方向：

（1）通信設備的高速接口電路設計，FPGA可以用來做高速信號處理，一般如果AD采樣率高，數據速率高，這時就需要FPGA對數據進行處理，比如對數據進行抽取濾波，降低數據速率，使信號容易處理，傳輸，存儲；

（2）數字信號處理方向/數學計算方向，包括圖像處理，雷達信號處理，醫學信號處理等，優勢是實時性好，用面積換速度，比CPU快的多；

（3）SOPC，即利用FPGA這個平臺搭建的一個嵌入式系統的底層硬件環境，然后設計者在上面進行嵌入式軟件開發。

國產FPGA發展迎來“天時”

FPGA因技術門檻極高，全球市場份額主要被美國四大巨頭高度壟斷。據不完全統計，在全球約50億美元的FPGA市場規模中，Xilinx和Altera占據90%，Lattice和Microsemi占據10%以內，而國產FPGA市占率不到1%。對于晚30年起步的本土FPGA廠商來說，對美國FPGA的依賴程度非常高，特別是在中高端通訊、工控、國防、大數據等領域，幾乎100%都要依靠美國供應商。

可見，無論是從產業發展的角度考慮，還是從國防安全的角度考慮，中國發展自主FPGA都已迫在眉睫。而中興事件和中美貿易戰爆發，給本土FPGA自主研發與國產化替代帶來了“天時”。

今年3月，美國政府一紙禁令讓中興瞬間陷入癱瘓，FPGA、基帶芯片、服務器芯片、光模塊等關鍵組件，成為扼住中興喉嚨的必殺武器。雖然該禁令目前已解除，但中興仍處于“嚴密觀察”期。在中美貿易戰仍不斷升級的當下，仍難保美方不會故技重施。

FPGA是通信市場非常關鍵的部件，且需求量大，一旦禁售，中國通信類企業將全部遭殃。不過，他也指出，美國巨頭對中國市場的依賴程度非常高，如華為、中興分別是Xilinx TOP 5和TOP 10的客戶，禁售必定是雙輸的局面。

盡管是“雙輸”局面，但國內廠商顯然更為被動，國內FPGA廠商高端技術缺乏，難在短時間內補上“通訊”這塊缺口。

因FPGA產品類別繁多，要分很多個系列，每個系列又有好幾十種不同的封裝形式，中興、華為等企業會根據FPGA的性能、容量、密度、封裝型號的不同來做產品適配，國內廠商還難以做到產品的全規格覆蓋，在實現替代方面仍困難重重。

如何應對？當務之急，一是要在硬件端加大對中高端產品的投入，讓國內客戶想用并敢用國產FPGA；二是國家要加大政策扶持和人才培養力度，多給國產廠商歷練的時間，上下聯動逐步實現突破。

生態系統不完善，乃當前最大難題

生態系統問題，是當前國內FPGA發展最大的難題。有方案開發商：“不是我們不用國產FPGA來做開發，而是國外FPGA在IP核、EDA工具、軟件開發、技術支持上更加系統全面，能為我們節省開發時間和成本，這是不可規避的現實。”

國產FPGA國產化替代難度有二，一是EDA工具太弱，貢獻率低，算法上沒有突破，應用端難以去做開發；二是缺乏IP核，國外廠商在任何應用場景下都有可用的IP核。

當前，國產FPGA應用開發人員仍較少，生態的建立需要產業一起努力。相關人士表示，希望有關部門聯動，針對電力、通訊等中高門檻的領域，多給本土廠商合作的機會，共同縮短生態建立的時間。同時，本土廠商要在細分市場找準自己的突破口，再逐漸向中高端延伸。

從細分市場入手，逐個擊破

國內FPGA廠商的發展機會，在于市場需求足夠大。一份來源于Global Market Insights的數據顯示，預計到2022年亞太區域FPGA市場將突破40億美元，中國市場容量約在100億元左右，這么大的市場，國產FPGA能從中獲益多少？

據不完全統計，中國FPGA有100億元左右的市場，約15億美金，本土FPGA占比1%不到，但在一些細分市場，中國FPGA仍有機會，諸如AI智能終端、視頻顯示、工控和低端通訊設備領域，國產廠商已有很大突破，不少廠商進入了disigh in模式，少數廠商還在LED顯示控制、汽車ADAS、智能安防監控等領域大有斬獲。

除此，新興市場也顯露出不錯的發展契機，“我們希望在人工智能、大數據、云計算、物聯網、邊緣計算等新興市場找到突破點，在這方面國產FPGA和國外FPGA站在同一起跑線上，國產FPGA還是有機會的。”半導體市場分析說。

綜合受訪者觀點，以差異化設計主打細分市場，是國產FPGA發展的必經之路，且國內市場“近水樓臺先得月”的本地化優勢愈發明顯。

不過據記者了解，在消費類市場，FPGA的生命周期比較短（2年左右），由此帶來的資金流壓力、工藝管理的壓力不可小覷，因此國產FPGA廠商選擇細分市場切入的同時要謹防這些風險的發生。

總之，中興事件和中美貿易戰升級堪稱“天時”，對國產芯片自主研發和國產化替代是一大促進。目前，在應用規模上，國內幾家民用FPGA廠商也已實現了每年百萬級的出貨量。相信在此良好勢頭的帶動下，在政策扶持與應用端的聯動支持下，FPGA國產化替代不再是一個遙遠的夢想。