FPGA優勢、應用領域及國產替代需求如何？

FPGA 是一種集成電路芯片，最大特點是現場可編程性。

1.FPGA 最大特點是現場可編程性

FPGA 于 1985 年由賽靈思創 始人之一 Ross Freeman 發明，并在現有的可編程器件（如 PAL、GAL、CPLD 等）的基礎 上進一步發展而來。FPGA 主要由可編程 I/O 單元、可編程邏輯單元、可編程布線資源等組成。作為專用集成電路（ASIC）領域中的一種半定制電路，FPGA 可以根據使用者的需求 通過配套 EDA 軟件多次重復編程配置以實現特定功能。

FPGA 具備靈活性高、上市時間短和應用開發成本低等優勢，地位顯著提升。1) 靈活 性高：FPGA 可以通過編程執行 ASIC 能夠執行的任何邏輯功能，即隨時改變芯片功能，在 技術還未成熟的階段，這種特性能夠降低產品的成本與風險。2)上市時間短：FPGA 是專 用電路中開發周期最短、應用風險最低的器件之一，對 FPGA 編程后即可直接使用，無須 經歷三個月至一年的芯片流片周期，為企業縮短了產品上市時間。3) 應用開發成本低：相 較 ASIC 方案，FPGA 方案幾乎沒有固定成本，在使用量小時采用 FPGA 方案無須一次性支 付幾百萬美元的流片成本，同時也不用承擔流片失敗的風險。地位提升： FPGA 芯片早期 在部分應用場景是 ASIC 芯片的批量替代品，近年來隨微軟等頭部互聯網企業數據中心規 模擴大，FPGA 芯片應用范圍持續擴大。

2.通信和工業是國內 FPGA 主要應用領域

2.1 FPGA 應用場景廣泛，市場空間廣闊。

FPGA 應用場景廣泛，市場空間廣闊。因為高靈活性、應用開發成本低和上市時間短 等優勢，FPGA 芯片在網絡通信、工業控制、數據中心、汽車、消費電子和人工智能等領 域有廣泛的應用場景。根據 Frost&Sullivan 數據，2022 年全球 FPGA 市場規模為 79.4 億美元，2025 年將達到 125.8 億美元，CAGR 為 16.6%；2022 年中國 FPGA 市場規模為 208.8 億元，目前占到全球市場比重約 37%，2025 年將達到 332.2 億元，CAGR 為 16.7%。

2.2 國內市場主要集中在通信和工業，以中低端制程和低邏輯單元容量為主

通信和工業是 FPGA 在中國的主要應用領域。FPGA 芯片在下游應用領域非常豐富， 包括工業控制、網絡通信、消費電子、數據中心、汽車電子、人工智能等領域，其中通信 和工業是在中國市場的主要應用領域。1）通信：根據 Frost&Sullivan 數據，2022 年 FPGA 芯片在中國通信領域的市場規模為 86.7 億元，2025 年將達到 140.4 億元，CAGR 為 17.4%。 2）工業：根據 Frost&Sullivan 數據，2022 年 FPGA 芯片在中國通信領域的市場規 模為 65.2 億元，2025 年將達到 100.8 億元，CAGR 為 15.6%。

國內 FPGA 市場以 28nm-90nm 制程和 100K 以下邏輯單元容量為主。1）按制程拆 分：目前 28nm-90nm 制程區間內的 FPGA 芯片由于較高性價比和較高良品率占據了市場的 主要地位。根據 Frost&Sullivan 數據，2019 年中國 FPGA 市場主要以 28nm-90nm 制程為 主，占比為 63.3%。隨著對更低功耗、更小面積和更高性能的需求增長，28nm 以下制程的 FPGA 芯片預計將快速發展。2）按邏輯單元拆分：目前 100K 以下邏輯單元的 FPGA 芯片 仍是市場需求量最大的部分，其次為 100K-500K 邏輯單元部分。根據 Frost&Sullivan 數據，2019 年中國 FPGA 市場主要以小于 100K 和 100K-500K 的邏輯單元容量為主，占比分 別為 38.2%和 31.7%。

3. 國外三家廠商近乎壟斷，國產替代需求迫切

全球和中國的 FPGA 市場近乎被國外廠商壟斷，國產替代需求迫切。全球的 FPGA 市 場近乎被三大巨頭 Xilinx，Intel（Altera），Lattice 壟斷，根據中商產業研究院的數據， 2021 年 CR3 在全球超過 90%；根據 Frost&Sullivan 數據，2019 年海外三大廠商在中國市場 份額合計約 96%，預計至今外資占比仍較高。這些國外廠商在硬件設計和高端 EDA 軟件 設計方面擁有起步較早的先發優勢，并通過近 9000 項專利打造了牢固的知識產權壁壘，形 成了強大的產業生態鏈。集成電路行業是信息技術產業的核心，是支撐國家經濟發展的戰 略性、基礎性和先導性產業。目前國內的 FPGA 廠商主要有復旦微電、紫光同創、安路科 技等廠商，相比之下中國市場的 FPGA 國產廠商份額較小，國產替代需求緊迫。

國內 FPGA 主要玩家以復旦微電、安路科技和紫光同創為主，最高產品制程均達 28nm 及以上，主力銷售產品集中在更低制程。復旦微電成立時間最早，各家技術儲備不 同，發展路徑和目標市場也不同。如紫光同創是國內唯一一家覆蓋高端、中端、低端等多 層次 FPGA 市場應用需求的廠商，產品覆蓋通信網絡、信息安全、人工智能、數據中心、 工業與物聯網等領域；智多星擁有 28nmFPGA 產品 Seal5000 系列，還擁有國內最早從綜合 到布局布線全流程自主開發的 FPGA 軟件海麒 HqFpga。國產廠商最高產品制程均達 28nm 及以上，主力銷售產品集中在更低制程。

政策大力支持 FPGA 芯片產業國產化。集成電路行業是信息技術產業的核心，是支撐 一個國家經濟發展的戰略性、基礎性和先導性產業，其發展程度是一個國家科技發展水平 的核心指標之一。FPGA 芯片產業是其中一個重要的子產業，持續獲得政策高度支持。