FPGA行业发展现状研究

FPGA行业发展现状研究
一、FPGA行业概况
FPGA全称为现场可编程逻辑门阵列，是指一切通过软件手段更改、配置器件内部连接结构和逻辑单元，完成既定设计功能的数字集成电路。

内部包括可配置逻辑模块CLB、输出输入模块IOB和内部连线三个部分。

二、FPGA行业发展现状
2013年至2019年期间，全球FPGA的市场规模逐年递增。

据统计，2019年全球FPGA市场规模约为69.06亿美元，在5G和AI的双重推动下，未来FPGA行业的市场规模有望进一步扩大。

FPGA下游应用场景十分丰富，以电子通信、消费电子为首，还包括工业控制，航天航空，机器人控制，视频控制，自动驾驶和服务器等多领域。

目前FPGA业务发展呈现出偏重通信市场及消费电子场景的特点，2018年电子通信和消费电子市场规模占比分别达到40.3%和22.8%。

FPGA技术目前已被国外巨头垄断,技术准入门槛较高，FPGA排名前三的申请人分别为赛灵思、阿尔特拉以鲍尔德西。

FPGA的主要布局国家为美国、日本、中国、世界知识产权组织(WIPO)以及欧洲专利局。

其中,美国的布局数量位于全球第一,涉及1875件专利。

日本位于第二，涉及525件专利。

三、FPGA行业竞争格局
FPGA行业高度集中，全球FPGA市场由四大巨头Xilinx，Intel，Lattice，Microsemi垄断，2020年上半年Xilinx在全球FPGA市场的占有率达到49%，四大巨头共占据96%的市场份额。

FPGA行业目前呈现两大一小的市场格局，两大指的是赛灵思和Altera，主要布局5G以及AI，主打可编程逻辑器件，带有软件工具的可编程逻辑技术、知识产权(IP)和技术服务，两小指的是Lattice和Microsemi，其中Lattice主要面向IoT市场，而Microsemi主要聚焦航空航天和军工市场。

四、FPGA行业发展趋势
1、FPGA芯片设计复杂度持续提高
2016至2018年，全球FPGA研发领域高性能、高安全性可编程芯片设计项目比重提高,FPGA设计复杂度日趋提升，具体可以安全特性设计增加为例，安全特性模块占比从2016年的46%上升至2018年的54%。

2、广泛应用于机器学习强化项目
FPGA方案可针对视频分析、深度学习推理进行流处理(大数据处理手段技术之一)优化。

基于灵活可编程特点，FPGA方案可满足重新配置需求，适用于库存管理、欺诈控制、面部识别等普通模型以及跟踪、自然语言交互、情感检测等复杂模型。

随着医学诊断、工业视觉等领域对机器学习需求增强，且面临神经网络演化带来的挑战，相对CPU、GPU,FPGA技术更适应非固定、非标准设计平台，与机器学习融合度加深。