国产FPGA公司盘点

FPGA是可以先购买再设计的“万能”芯片。FPGA（Field-Programmable Gate Array）现场可编程门阵列，是在硅片上预先设计实现的具有可编程特性的集成电路，它能够按照设计人员的需求配置为指定的电路结构，让客户不必依赖由芯片制造商设计和制造的ASIC芯片。现广泛应用在原型验证、通信、汽车电子、工业控制、航空航天、数据中心等领域。

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，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。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。

相比几十亿出货量，市场规模千亿美元的CPU和GPU，市场规模还未超百亿美元的FPGA并非大众关注的焦点。不过，在提升国产芯片自主化率的大背景下，与CPU、GPU、DSP共称为国产芯片“四大件”的FPGA对于真正实现芯片国产自主有着基础性作用，已经有中国FPGA公司在设计环节打破了对国外公司的依赖，直接参与FPGA的全球竞争。FPGA的独特性，让国产FPGA已经在中低端市场可以不被EDA卡脖子。未来五年，国产FPGA在高端市场有望深度突破。当然，软硬件技术挑战以及全球FPGA市场格局的变化都是国产FPGA实现高端和极高端市场突破的挑战。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。

国产FPGA起步于消费电子市场，主打的是低端(<10K-LUT级别)和中端 (<100K-LUT级别) 的FPGA芯片，如今正快速涉及通信、汽车市场，主打产品将会从中端 (<100K-LUT级别) 推向高端(从100至500K-LUT级别) 的FPGA芯片。目前国内的主要FPGA公司有：

上海安路信息科技有限公司：

成立于2011年专注于为客户提供高性价比的可编程逻辑器件（FPGA）、可编程系统级芯片、定制化嵌入式eFPGA IP、及相关软件设计工具和创新系统解决方案。安路科技量产和在研产品分为三个系列：高端PHOENIX（凤凰）、中端EAGLE（猎鹰）、低端ELF（精灵）。产品在核心架构、软件算法和系统集成等方面拥有多项技术专利。自主开发的全流程TD软件系统和硬件芯片完美地结合在一起，提供了用户从前端综合到位流生成的完全开发平台。目标市场为通讯设备、工业控制、视频监控、人工智能、数据中心等应用领域。安路科技根植中国，面向世界，积极参与国际竞争，努力成为中国可编程逻辑器件产业的主导企业和世界可编程逻辑器件解决方案的主要供应商。其FPGA从55/40nm进入主流28nm工艺平台，在器件性能和容量上也都有较大的提升，相应地对FPGA编译软件和IP也提高了要求，28nm器件预计在2020年批量供应。供货方面，安路启用了国产供应链，大部分芯片设计、生产、封装、测试都在国内，供货周期优势明显。

广东高云半导体科技股份有限公司：

是一家专业从事国产现场可编程逻辑器件（FPGA）研发与产业化为核心，旨在推出具有核心自主知识产权的民族品牌FPGA芯片，提供集设计软件、IP核、参照设计、开发板、定制服务等一体化完整解决方案的高科技企业。通过最新工艺的选择和设计优化，可以取得比现有市场国际巨头同类产品速度相当或更快，但功耗却大大降低的优越产品，大批量替换国际FPGA主流芯片，将真正使我国在中高密度FPGA应用中摆脱国际高端芯片进口限制，在部分4G/5G通信网络建设、数据中心安全、工业控制等应用中有自己的中国芯。2019年，高云半导体迈出向新兴运算平台拓展的重要一步，实现异构SoCFPGA的产品化，推出各种支持Arm、RISC-V软/硬核的FPGA产品，在此基础上高云半导体研发了GoAI解决方案，性能较单独使用Cortex-M类微控制器提高了78倍以上。

京微齐力：

瞄准AI云边端.京微齐力成立于2017年6月，定位是中国优秀的国产FPGA及新一代异构可编程计算芯片的供应商。不仅面向通信、工业、医疗等场景提供传统FPGA芯片，还瞄准云端服务器、消费类智能终端等新兴场景，研发新一代AI可编程芯片AiPGA、边缘异构芯片HPA、嵌入式可编程eFPGA三大系列产品。截至2019年9月，公司已实现销售过千万元，超过上一年全年。除已量产的40nmFPGA芯片外，该公司也在发力中高端FPGA产品，开始研发新一代28nm/22nmFPGA产品。

深圳紫光同创：

安路科技、紫光同创和高云半导体曾被台媒称为“国内FPGA三架马车”。紫光同创是紫光集团旗下紫光国微的子公司，成立于2013年，有十余年可编程逻辑器件研发经历，布局覆盖高中低端FPGA产品。紫光同创推出Logos-2系列高性价比FPGA，采用28nmCMOS工艺，相较上一代40nmLogos系列FPGA性能提升50%，总功耗降低40%，可满足工业自动化、物联网、视频图像处理等应用需求，已量产发货。

上海复旦微电子：

超大规模亿门级FPGA. 该公司在FPGA领域有近20年的研究和发展，是国内为数不多自主研发FPGA的研究机构。前期复旦微电子曾研制出的自主知识产权千万门级FPGA产品，突破了在传统集成电路设计基础上的高可靠性设计，经测试其高可靠性能处于国际地位。该系列产品已成功应用于我国卫星导航、载人航天等重大工程项目中。在2018年5月第二届中国高校科技成果交易会上，复旦微电子发布新一代拥有自主知识产权的亿门级FPGA产品，填补了国内超大规模亿门级FPGA的空白，各类指标已达国际同类产品先进水平。

国产FPGA迈向高端的三大挑战

长远利好的竞争格局下，国产FPGA向高端市场迈进的软硬件挑战依然巨大。高端(从100至500K-LUT级别) 和极高端（500K，乃至1M或nM-LUT以上）FPGA芯片，先进工艺非常重要。赛灵思在28nm工艺节点的代工厂从联华电子转向台积电后，开始领先于Altera。到了20nm，赛灵思进一步拉大与Altera的差距。之后，Altera被intel收购后转向intel的14nm工艺，一定程度影响了其产品进展，而赛灵思则借台积电的16nm工艺进一步扩大优势。

国产FPGA想要在高端和极高端市场成功突破，自然也需要先进工艺制程的支撑，但国内晶圆代工厂与台积电、三星这样全球领先的晶圆代工厂仍有明显的差距，这给国产高端FPGA实现完全自主可控带来了挑战。

除了制造方面的挑战，与高端、极高端FPGA芯片相适应的FPGA EDA工具，包括传统的前端RTL-VHDL/Verilog综合工具，以及后端布局布线（Place&Rout）工具的自主研发与自主产权同样是国产高端FPGA实现突围的挑战。

另外在制程和EDA工具提升的过程中，还会涉及到专利保护的问题。

国产FPGA在5G和AI时代的大机会

通信作为FPGA的重要应用市场，5G基站以及终端都对FPGA有巨大的需求。目前国产FPGA在5G领域最大的机会在用户端消费电子领域，尤其在各式各样的音、视频转换接口，以及各式各样的通信协议转换接口领域。究其原因还是FPGA芯片可编程，多I/O的特点非常适合各类转换接口的设计。至于AI，FPGA的机会在于与超强算力的CPU结合，在云端结合大数据进行分析和预测应用，例如人脸识别，声纹识别，身份识别，行为识别等等。“中国拥有全球最大的超级数据库以及与之相关联的大数据类分析、预测的应用场景，所以，国产FPGA在AI领域机会巨大。

参考文章：不怕EDA被卡脖子，国产高端FPGA突破“技术铁幕” 包永刚。