abner_ma

  • 62 主题
  • 115 帖子
  • 948 积分
  • 身份:版主
  • 论坛新秀
  • E币:681

FPGA在5G和AI推动下,发展大有可为

2020-10-31 15:30:59 显示全部楼层

近日,Intel发布了全球最大容量FPGA--Stratix® 10 GX 10M FPGA,它拥有1020 万个逻辑单元,433亿颗晶体管,采用14nm制程,是目前已发布的全球密度最高的FPGA产品,现已量产。






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。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

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,同一片FPGA,不同的编程数据,可以产生不同的电路功能,因此FPGA的使用非常灵活。FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。它的应用领域包括航空航天/国防、消费电子、工业、电子通讯等。

架构方面,FPGA拥有大量的可编程逻辑单元,可以根据客户定制来做针对性的算法设计。除此以外,在处理海量数据的时候,FPGA相比于CPU和GPU,独到的优势在于:FPGA更接近IO。换句话说,FPGA是硬件底层的架构。

性能方面,虽然FPGA的频率一般比CPU低,但CPU是通用处理器,做某个特定运算(如信号处理,图像处理)可能需要很多个时钟周期,而FPGA可以通过编程重组电路,直接生成专用电路,加上电路并行性,可能做这个特定运算只需要一个时钟周期。

由于其硬件并行加速能力和可编程特性,在传统通信领域和IC设计领域很受欢迎。特别是伴随着全球通信市场的发展壮大,FPGA以“万金油”的优势迅速找到了用武之地,成为数字系统中的通用组件。

虽然有“万能芯片”的美誉,但是FPGA在全球范围内市场规模还非常有限,远不及CPU及GPU市场规模。造成这一种现象的原因,最主要是FPGA行业门槛非常高。据统计2018年全球FPGA市场规模为60亿美元左右,仅占集成电路市场约1.34%。随着AI+5G的应用逐步展开,其市场规模有望在2025年达到125亿美元,年复合增长率达到10.22%。




FPGA一直是国内的短板,市场基本被国外垄断。国内超过100亿元的FPGA市场中,国产市占率仅为4%。目前,全球FPGA市场基本被四大巨头垄断:Xilinx(赛灵思)、Intel(英特尔,此前收购了Altera)、Lattice(莱迪思)、Microsemi(美高森美)。国内FPGA厂商有高云半导体、京微齐力、上海安路、紫光同创、AGM和上海复旦微电子等,但是同国外领先厂商相比,国产FPGA厂商不论从产品性能、功耗、功能上都有较大差距。

电子通讯领域的迅猛发展有望推动FPGA市场的扩张,以5G+AI为主要应用场景的需求将迅速提升FPGA的市场容量。智能手机和移动设备的不断增长增加了电子通讯网络的负担。全世界范围内城市和农村地区的网络用户数量都在不断增长,导致了诸如3G、4G LTE和5G等网络技术的广泛应用,并产生了电子通讯领域对网络的旺盛需求。随着人工智能领域等方面的展开,FPGA也受到了越来越多的异构计算方面的青睐。人工智能算法所需要的复杂并行电路的设计思路适合用FPGA实现。

全球FPGA市场在5G和AI两大驱动因子下未来预计享有稳健增长,未来随着国产FPGA厂商技术突破,国产替代进程下,替代厂商增速有望显著高于行业平均,估值和业绩有望双增。

紫光国微旗下子公司深圳市紫光同创电子有限公司是国内领先的FPGA厂商。Titan系列芯片是其推出的国内第一款千万门级高性能FPGA产品,它采用了完全自主产权的体系结构和40nm主流工艺,可编程逻辑资源最高达18万个。此外,Logos系列产品是紫光同创推出的高性价比FPGA产品,它是目前全球40nm工艺下集成度最高的FPGA产品。




近年来国产FPGA虽落后但追赶进度较快,继紫光同创开发出中国唯一一款自处产权千万门级高性能FPGA PGT180H以来,上海复旦微电子也发布了新一代自主知识产权亿门级FPGA产品,填补了国内超大规模亿门级FPGA的空白。未来随着更多企业技术突破,国产替代进程将持续推进。


最新评论

楼层直达:

curton

  • 490 主题
  • 2243 帖子
  • 13766 积分
  • 身份:版主
  • 论坛新秀 灌水之王 优秀版主
  • E币:2459
我要评论
1
1
广告
关闭 热点推荐上一条 /6 下一条
快速回复 返回列表