中美贸易酣战 国产FPGA遇“天时”尚需“人和”

2018-08-10 18:00:41 来源:

  消息(文/九畹芳)目前,全球FPGA市场被美国Xilinx(赛灵思)、Altera(阿尔特拉)、Lattice(莱迪思)、Microsemi(美高森美)四大巨头高度垄断,且在专利上面对后进者产生严格封锁。国产FPGA起步较国外厂商晚30年,技术和专利基础薄弱。中兴事件爆发和中美贸易战升级,为本土FPGA国产化发展带来新的契机。

  国产FPGA发展迎来“天时”

  FPGA因技术门槛极高,全球市场份额主要被美国四大巨头高度垄断。据不完全统计,在全球约50亿美元的FPGA市场规模中,Xilinx和Altera占据90%,Lattice和Microsemi占据10%以内,而国产FPGA市占率不到1%。对于晚30年起步的本土FPGA厂商来说,对美国FPGA的依赖程度非常高,特别是在中高端通讯、工控、国防、大数据等领域,几乎100%都要依靠美国供应商。

  可见,无论是从产业发展的角度考虑,还是从国防安全的角度考虑,中国发展自主FPGA都已迫在眉睫。而中兴事件和中美贸易战爆发,给本土FPGA自主研发与国产化替代带来了“天时”。

  今年3月,美国政府一纸禁令让中兴瞬间陷入瘫痪,FPGA、基带芯片、服务器芯片、光模块等关键组件,成为扼住中兴喉咙的必杀武器。虽然该禁令目前已解除,但中兴仍处于“严密观察”期。在中美贸易战仍不断升级的当下,仍难保美方不会故技重施。

  FPGA是通讯行业的核心器件所在,一旦禁售,中国很多企业将面临瘫痪。据不完全统计,中兴每年从美国采购的FPGA金额高达上亿美元,依赖程度高达90%以上。

  加速云创始人兼CEO邬刚表示,FPGA是通信市场非常关键的部件,且需求量大,一旦禁售,中国通信类企业将全部遭殃。不过,他也指出,美国巨头对中国市场的依赖程度非常高,如华为、中兴分别是Xilinx TOP 5和TOP 10的客户,禁售必定是双输的局面。

  尽管是“双输”局面,但国内厂商显然更为被动,国内FPGA厂商高端技术缺乏,难在短时间内补上“通讯”这块缺口。

  因FPGA产品类别繁多,要分很多个系列,每个系列又有好几十种不同的封装形式,中兴、华为等企业会根据FPGA的性能、容量、密度、封装型号的不同来做产品适配,国内厂商还难以做到产品的全规格覆盖,在实现替代方面仍困难重重。

  如何应对?京微齐力CEO王海力认为,当务之急,一是要在硬件端加大对中高端产品的投入,让国内客户想用并敢用国产FPGA;二是国家要加大政策扶持和人才培养力度,多给国产厂商历练的时间,上下联动逐步实现突破。

  “在中兴事件发生之后,中兴、华为等从业者来找过我们,商讨国产FPGA如何切入到通讯厂商中去,但通讯设备验证需要很长一个周期,从室内验证,到场外测试,到大规模出货,没有三五年实现不了。如果中兴、华为愿意给本土FPGA厂商开一个窗口,相信随着国产FPGA生态的搭建和完善,产品验证周期会越来越短。”王海力说。

  生态系统不完善,乃当前最大难题

  生态系统问题,是当前国内FPGA发展最大的难题。目前,中国本土FPGA才刚刚起步,代表厂商有广东高云半导体、北京京微齐力、上海安路科技、深圳紫光同创、上海遨格芯微电子、西安智多晶微电子等企业。这些企业均成立于2010年之后,IP核和EDA工具储备严重不足,导致方案开发商和终端应用商很少采用国产FPGA。

  “生态系统不完善,是当前国产FPGA面临的最大问题!”有方案开发商告诉记者:“不是我们不用国产FPGA来做开发,而是国外FPGA在IP核、EDA工具、软件开发、技术支持上更加系统全面,能为我们节省开发时间和成本,这是不可规避的现实。”

  国产FPGA国产化替代难度有二,一是EDA工具太弱,贡献率低,算法上没有突破,应用端难以去做开发;二是缺乏IP核,国外厂商在任何应用场景下都有可用的IP核。

  “我们用Xilinx、Altera做开发的成功率是80-90%甚至90%以上,且不用担心可靠性的问题,而用莱迪思和国内FPGA芯片成功率就会大打折扣。在IP方面,若我们想做任何一个细分市场的应用开发,国外IP可以直接拿到,而国内厂商还难以实现。上述问题不解决,国产FPGA的发展根本无法突破。”该方案开发商表示。

  作为国内FPGA代表性厂商,京微齐力CEO王海力也坦言,国内FPGA生态差距不止一点点,完善的生态系统,取决于有多少厂商在用你的芯片,有多少应用开发厂商在基于你的芯片做方案设计和软件开发等,而这需要花5至8年甚至8至10年的时间来实现。

  当前,国产FPGA应用开发人员仍较少,生态的建立需要产业一起努力。王海力表示,希望有关部门联动,针对电力、通讯等中高门槛的领域,多给本土厂商合作的机会,共同缩短生态建立的时间。同时,本土厂商要在细分市场找准自己的突破口,再逐渐向中高端延伸。

  从细分市场入手,逐个击破

  国内FPGA厂商的发展机会,在于市场需求足够大。一份来源于Global Market Insights的数据显示,预计到2022年亚太区域FPGA市场将突破40亿美元,中国市场容量约在100亿元左右,这么大的市场,国产FPGA能从中获益多少?

  “虽然国产FPGA较国外落差较大,但国产FPGA并非完全没有发展机会。”王海力认为,很多应用场景并不需要高大上的产品,而更需要“差异化、有特点”的产品,比如消费类市场,成本优先,准入门槛低,对资金和团队要求并不那么高,这是一个很好的突破口。

  据不完全统计,中国FPGA有100亿元左右的市场,约15亿美金,本土FPGA占比1%不到,但在一些细分市场,中国FPGA仍有机会,诸如AI智能终端、视频显示、工控和低端通讯设备领域,国产厂商已有很大突破,不少厂商进入了disigh in模式,少数厂商还在LED显示控制、汽车ADAS、智能安防监控等领域大有斩获。

  除此,新兴市场也显露出不错的发展契机,“我们希望在人工智能、大数据、云计算、物联网、边缘计算等新兴市场找到突破点,在这方面国产FPGA和国外FPGA站在同一起跑线上,国产FPGA还是有机会的。”广东高云半导体市场副总裁黄俊说。

  综合受访者观点,以差异化设计主打细分市场,是国产FPGA发展的必经之路,且国内市场“近水楼台先得月”的本地化优势愈发明显。

  王海力说:“中国是消费电子制造和消费大国,市场在我们手上,国外企业没那么快捕捉到中国细分市场的需求,而我们不仅可以快速捕捉到第一手的市场信息,还能跟应用端快速对接,做出下一代更具性价比的产品。”

  不过据记者了解,在消费类市场,FPGA的生命周期比较短(2年左右),由此带来的资金流压力、工艺管理的压力不可小觑,因此国产FPGA厂商选择细分市场切入的同时要谨防这些风险的发生。

  总之,中兴事件和中美贸易战升级堪称“天时”,对国产芯片自主研发和国产化替代是一大促进。目前,在应用规模上,国内几家民用FPGA厂商也已实现了每年百万级的出货量。相信在此良好势头的带动下,在政策扶持与应用端的联动支持下,FPGA国产化替代不再是一个遥远的梦想。(校对/范蓉)

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